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木霉菌生防作用机制及协同防病的研究进展

中国农业科技导报 2024年

作者：危潇曹春霞黄大野姚经武袁勤峰湖北工业大学生命科学与健康工程学院湖北省生物农药工程研究中心国家生物农药工程技术研究中心农业农村部微生物农药创制重点实验室

木霉菌是一种广泛分布的丝状真菌，因其优秀的生防潜力，木霉菌在农业上被广泛用作生物杀菌剂，用于防治多种植物病害。木霉菌能够通过不同的直接作用机制（真菌寄生以及产生细胞壁裂解酶、抗生作用、争夺空间或养分）或间接作用机制（... 详细信息

木霉菌是一种广泛分布的丝状真菌，因其优秀的生防潜力，木霉菌在农业上被广泛用作生物杀菌剂，用于防治多种植物病害。木霉菌能够通过不同的直接作用机制（真菌寄生以及产生细胞壁裂解酶、抗生作用、争夺空间或养分）或间接作用机制（诱导植物防御）来减少病原体引起的植物疾病。近年来，复合型的生防菌剂越来越受到重视，木霉菌因其对化学农药的抗性以及与根际微生物的相容性，可以与其他生防产品协同使用产生更好的生防效果。综述了木霉菌的相关作用机制，包括寄生、抗生作用、营养竞争和植物抗性的诱导，讨论了其当前研究进展。此外，对木霉菌与其他具有防病效果的微生物或非生物（化学杀菌剂、其他物质）的协同防病研究进展进行综述，探究目前研究现状以及使用木霉作为生物杀菌剂的发展前景。

关键词：木霉生物防治协同作用

链霉菌YC117对烟草黑胫病的防控及活性物质稳定性研究

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植物保护 2024年第5期50卷 72-80,119页

作者：姚经武赵亚南黎妍妍汪汉成袁勤峰杨丹黄大野曹春霞湖北省生物农药工程研究中心国家生物农药工程技术研究中心武汉430064 华中农业大学武汉430070 湖北省烟草科学研究院武汉430030 贵州省烟草科学研究院贵阳550081

为明确链霉菌YC117对烟草黑胫病的防控效果及活性物质的稳定性,通过形态学、生理生化特征及16S rRNA基因序列测定等方法对该菌株进行鉴定,并测定了链霉菌YC117的抑菌谱、对烟草疫霉菌丝形态的影响、发酵液的稳定性及盆栽防效。菌株YC11... 详细信息

为明确链霉菌YC117对烟草黑胫病的防控效果及活性物质的稳定性,通过形态学、生理生化特征及16S rRNA基因序列测定等方法对该菌株进行鉴定,并测定了链霉菌YC117的抑菌谱、对烟草疫霉菌丝形态的影响、发酵液的稳定性及盆栽防效。菌株YC117经鉴定确定为娄彻氏链霉菌Streptomyces rochei,具有很好的广谱抑菌活性,该菌株或其分泌物能够破坏烟草疫霉菌丝的形态结构,使菌丝出现断裂、干瘪、堆积,分枝增多和大小不一,细胞壁受损等现象。YC117菌剂在稀释100倍和200倍浓度下对烟草黑胫病的盆栽防效分别为61.54%和50.77%。发酵产生的抑菌活性物质对酸碱和热处理表现出较好的稳定性,但是对紫外照射比较敏感,紫外光照射20 min后,抑制率下降至9.52%。链霉菌YC117为防控烟草黑胫病生防制剂的开发提供了理论支持,具有较好的生防应用前景。

关键词：娄彻氏链霉菌YC117 烟草黑胫病鉴定抑菌活性稳定性

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纳米二氧化硅在植物病虫害防治中的应用

农化市场十日讯 2024年第7期 30-34页

作者：李斐陈伟孙嘉振闵勇饶犇朱镭邱一敏陈凌田宇曦刘晓艳湖北省农业科学院湖北省生物农药工程研究中心/湖北省农业科技创新中心生物农药分中心/国家生物农药工程技术研究中心

在现代农业中,农药是减少植物病虫害并提高农业生产效率的重要手段。然而,目前大部分化学合成农药存在生物毒性、抗药性和环境危害性等问题,而且传统农药剂型有效利用率偏低。为了解决这些问题,迫切需要引入新型高效的植物病虫害防治技... 详细信息

在现代农业中,农药是减少植物病虫害并提高农业生产效率的重要手段。然而,目前大部分化学合成农药存在生物毒性、抗药性和环境危害性等问题,而且传统农药剂型有效利用率偏低。为了解决这些问题,迫切需要引入新型高效的植物病虫害防治技术,以减少化学农药的滥用,促进农业的可持续发展。近年来,纳米材料及相关技术的发展为植物病虫害防治开辟了新的途径,其独特的表面特性和小尺寸效应,以及新颖的物理和化学性能有助于克服现有农药产品的许多固有限制。在各种类型的纳米材料中,纳米二氧化硅因其比表面积大、稳定性好、表面易修饰、生物相容性好等特点而受到广泛关注。本文结合近年来国内外的研究进展,综述了纳米二氧化硅的合成方法及其在植物病虫害防治中的应用,并对其面临的挑战和未来的发展前景进行展望,旨在为纳米二氧化硅在植物病虫害防治领域的应用提供理论依据。

关键词：植物病虫害化学农药纳米二氧化硅化学合成农药现有农药农业生产效率农药剂型有效利用率

黑水虻利用有机固废开发新型饲料蛋白与碳减排研发现状和展望

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饲料工业 2024年第8期45卷 1-8页

作者：张吉斌余永强禹铭洋张珈华中农业大学农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室湖北洪山实验室生命科学技术学院微生物农药国家工程研究中心湖北武汉430070

黑水虻作为一种重要的资源昆虫,可以处理多种有机固废,收获虫体生物质。黑水虻虫体富含蛋白质、脂肪等营养物质,在畜禽与水产的饲料中可有效替代鱼粉和豆粕而作为新型饲料蛋白资源。黑水虻幼虫处理有机固废还可以有效减少处理过程中的... 详细信息

黑水虻作为一种重要的资源昆虫,可以处理多种有机固废,收获虫体生物质。黑水虻虫体富含蛋白质、脂肪等营养物质,在畜禽与水产的饲料中可有效替代鱼粉和豆粕而作为新型饲料蛋白资源。黑水虻幼虫处理有机固废还可以有效减少处理过程中的碳排放,将更多的碳元素以有机物的形式固定在虫体生物质上。文章从以下几个方面进行了综述:黑水虻转化不同有机固废,及其不同废弃物搭配对黑水虻转化及黑水虻营养的影响;微生物对黑水虻转化有机固废获得黑水虻生物质、蛋白的影响;黑水虻转化有机固废的无害化;黑水虻替代鱼粉和豆粕,是极具潜力的新型“开源”饲料蛋白;黑水虻中功能性蛋白(肽)的开发利用-用于饲料蛋白“节流”;黑水虻在固碳减排方面的作用;同时对黑水虻未来研究与开发方向进行了展望,以期为黑水虻资源的开发利用提供参考。

关键词：黑水虻有机固废新型饲料蛋白功能蛋白(肽) 碳减排

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响应面法优化链霉菌产支链蒽醌发酵培养基

中国畜牧兽医 2024年第7期51卷 3142-3154页

作者：刘芳权婷婷张菲石丽桥刘曼莉吴兆圆湖北省生物农药工程研究中心武汉430064 华中农业大学植物科技学院武汉430070

【目的】通过响应面法优化链霉菌(Streptomyces sp.)WS-13394株发酵培养条件及培养基成分,以提高菌株产支链蒽醌的水平,为该化合物在畜牧业领域的应用提供技术支撑。【方法】采用单因素试验确定链霉菌WS-13394株产支链蒽醌的最佳摇瓶发... 详细信息

【目的】通过响应面法优化链霉菌(Streptomyces sp.)WS-13394株发酵培养条件及培养基成分,以提高菌株产支链蒽醌的水平,为该化合物在畜牧业领域的应用提供技术支撑。【方法】采用单因素试验确定链霉菌WS-13394株产支链蒽醌的最佳摇瓶发酵条件及最适碳氮源和无机盐组合,利用Plackett-Burman试验筛选出影响摇瓶发酵产量的显著因子;结合最陡爬坡试验、响应面设计分析,拟合显著因子与支链蒽醌产量的非线性方程,从而获得优化的菌株发酵培养基配方。【结果】优化后的最佳配方为可溶性淀粉28.12 g/L、鱼粉10.00 g/L、酵母膏6.34 g/L、碳酸钙0.71 g/L、硫酸镁0.50 g/L、磷酸氢二钾0.50 g/L,此模型预测发酵液支链蒽醌产量为408.35 mg/L。应用此优化组合进行摇瓶发酵试验,支链蒽醌产量为411.73 mg/L,产量较优化前(89.70 mg/L)提高了3.59倍。【结论】通过响应面优化获得了显著提高链霉菌WS-13394株产支链蒽醌的摇瓶发酵培养基配方,试验结果为该类化合物的抗菌活性机制研究及其在动物模型中的效果评估提供了技术支撑。

关键词：链霉菌发酵培养基优化响应面法支链蒽醌

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响应面法优化梨黑斑病生防链霉菌SZF-179发酵培养基

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中国生物防治学报 2024年第4期40卷 936-947页

作者：刘芳权婷婷王开梅石丽桥温少华张菲杨晓平湖北省生物农药工程研究中心华中农业大学植物科技学院湖北省农业科学院果树茶叶研究所/果树种质创新与利用湖北省重点实验室

由链格孢引起的梨黑斑病是梨树生长及采后贮藏过程中的重要病害，其防治主要依赖于化学杀菌剂，亟需开发安全高效的生物杀菌剂。我们前期筛选获得的奥唐纳链霉菌Streptomyces odonnellii SZF-179菌株对梨黑斑病菌具有较强拮抗活性。为... 详细信息

由链格孢引起的梨黑斑病是梨树生长及采后贮藏过程中的重要病害，其防治主要依赖于化学杀菌剂，亟需开发安全高效的生物杀菌剂。我们前期筛选获得的奥唐纳链霉菌Streptomyces odonnellii SZF-179菌株对梨黑斑病菌具有较强拮抗活性。为提高其发酵水平，探究其在梨黑斑病生物防控中的应用潜力，采用响应面法对该菌株的发酵培养基进行了优化。通过单因素试验确定最佳摇瓶发酵条件、最适碳氮源与无机盐组合，Plackett-Burman试验筛选出影响菌株发酵上清液抑菌活性的3个显著因子：麦芽糖、酵母膏和碳酸钙；再结合最陡爬坡试验、Box-Behnken设计及响应面法拟合显著因子与菌株发酵上清液抑菌率的非线性方程求解，得到优化的发酵培养基配方，其组成为麦芽糖15.86 g/L、土豆淀粉10.00 g/L、酵母膏8.15 g/L、芝麻粕5.00 g/L、硫酸铵0.50 g/L和碳酸钙0.20 g/L。此模型预测发酵液上清液50倍稀释液抑菌率为70.39%，验证值为70.51%，预测值与验证值之间吻合较好，较优化前发酵液上清液50倍稀释液抑菌率（30.70%）提高了约1.3倍。优化后发酵培养物对梨黑斑病的田间防治效果达到61.21%，并使梨树的落叶率降至14.56%，显著低于对照的44.25%。本研究为新型绿色高效梨黑斑病生物杀菌剂产品的研制提供重要的技术支撑。

关键词：链霉菌梨黑斑病发酵培养基优化响应面法抑菌活性

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临床肺炎克雷伯菌的异质性耐药研究进展

微生物学通报 2024年第7期51卷 2326-2336页

作者：史梦兰李文茹谢小保广东省科学院微生物研究所、华南应用微生物国家重点实验室、农业农村部农业微生物组学与精准应用重点实验室、农业农村部农业微生物组学重点实验室、广东省菌种保藏与应用重点实验室广东广州510070 浙江海洋大学国家海洋设施养殖工程技术研究中心浙江舟山316022

肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)是临床引起感染的常见病原菌之一,常引发肺炎、尿路感染和细菌血症等。近年来,肺炎克雷伯菌的异质性耐药相关研究相继被报道。异质性耐药是指同一菌株中同时存在对某种抗生素耐药和敏感亚群的现象,... 详细信息

肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)是临床引起感染的常见病原菌之一,常引发肺炎、尿路感染和细菌血症等。近年来,肺炎克雷伯菌的异质性耐药相关研究相继被报道。异质性耐药是指同一菌株中同时存在对某种抗生素耐药和敏感亚群的现象,由于其表型和遗传不稳定,至今尚无标准、低成本和高效的检测方法。本文对肺炎克雷伯菌异质性耐药进行综述,阐明了异质性耐药的定义和检测方法,并结合本团队在铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)异质性耐药方面的研究工作,深入剖析了肺炎克雷伯菌的异质性耐药机制。本文为全面了解肺炎克雷伯菌异质性耐药机制、优化临床抗菌药物的使用和治疗肺炎克雷伯菌感染提供参考。

关键词：肺炎克雷伯菌异质性耐药抗生素

猪肺炎支原体通过抑制SPLUNC1功能破坏呼吸道炎性反应平衡

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中国农业科学 2024年第1期57卷 216-226页

作者：王海燕张珍珍倪博刘蓓蓓冯志新江苏省农业科学院兽医研究所/农业农村部兽用生物制品工程技术重点实验室/国家兽用生物制品工程技术研究中心兽用生物制品(泰州)国泰技术创新中心

【背景】猪肺炎支原体(Mycoplasma hyopneumoniae,Mhp)通过定植猪呼吸道黏膜层，破坏呼吸道炎性反应平衡，引起炎性损伤和持续性感染。短的上腭、肺及鼻咽上皮克隆1蛋白(short palate lung and nasal epithelial clone1,SPLUNC1)是呼吸... 详细信息

【背景】猪肺炎支原体(Mycoplasma hyopneumoniae,Mhp)通过定植猪呼吸道黏膜层，破坏呼吸道炎性反应平衡，引起炎性损伤和持续性感染。短的上腭、肺及鼻咽上皮克隆1蛋白(short palate lung and nasal epithelial clone1,SPLUNC1)是呼吸道黏膜分泌的具有重要抗菌和抗炎功能的蛋白，被认为是呼吸道黏膜面对危险信号时的“信号传感器”。【目的】从Mhp和SPLUNC1相互作用入手，分析Mhp感染对SPLUNC1表达的影响以及SPLUNC1对Mhp引起的炎性反应的调控作用，揭示Mhp引起炎性损伤的新机制，为解决Mhp持续性感染问题提供参考。【方法】利用猪肺炎支原体对猪支气管上皮细胞（porcine bronchial epithelial cells,PBECs）感染模型和猪体感染模型，通过荧光定量PCR、间接免疫荧光和Western-blotting等方法，分别检测Mhp感染后对肺脏中SPLUNC1以及体外PBECs中SPLUNC1转录和表达的影响。克隆并扩增猪源SPLUNC1基因通过酶切鉴定，构建成功SPLUNC1真核和原核表达重组质粒pCDNA3.1-SPLUNC1以及pET28a-SPLUNC1。与此同时，设计靶向SPLUNC1的siRNA干扰片段。利用体外SPLUNC1蛋白孵育、体内呼吸道黏膜SPLUNC1抗体封闭，通过Mhp CCU50检测明确SPLUNC1对Mhp体内外生长的影响。在猪支气管上皮细胞中，通过过表达或siRNA干扰SPLUNC1基因，后感染Mhp，利用Western-blotting、间接免疫荧光以及酶联免疫吸附方法，明确SPLUNC1对Mhp的黏附作用、诱导炎性因子表达以及MAPK信号通路活化的影响。【结果】Mhp感染猪后可引起肺脏实变，主要组织病理表现为肺脏炎性损伤，同时显著上调肺泡灌洗液中趋化因子CXCL8和炎性因子TNFα和IL-1β分泌。Mhp体内外感染后，体内肺脏和体外猪支气管上皮细胞中SPLUNC1的转录和表达均显著下调。以上研究表明，Mhp可诱导肺脏炎性反应，抑制SPLUNC1表达。另一方面，体外PBECs中过表达SPLUNC1后，Mhp感染引起的CXCL8表达显著减少；siRNA干扰SPLUNC1后，Mhp感染引起的CXCL8表达显著增加，表明SPLUNC1负调控Mhp感染引起的CXCL8表达。基于Mhp感染入侵呼吸道过程，本研究进一步解析SPLUNC1负调控CXCL8表达的机制。结果表明：无论是SPLUNC1和Mhp体外孵育，还是SPLUNC1抗体体内封闭，Mhp的体内外生长均未受影响；SPLUNC1的过表达或siRNA干扰对Mhp体外黏附PBECs的能力也无显著影响；过表达SPLUNC1可抑制pERK和IκBα的激活，相反SPLUNC1 siRNA干扰后，可促进pERK和IκBα的激活。以上研究证明SPLUNC1不是通过调控Mhp的生长和黏附，而是通过负调控MAPK-ERK通路的活化来调控CXCL8的表达。【结论】SPLUNC1可通过MAPK-ERK信号通路来调控炎性因子的过度表达，维护宿主炎性平衡；与此同时，Mhp感染后可通过抑制SPLUNC1的表达来破坏宿主炎性反应的平衡调控，进而引起炎性损伤。本研究为解析Mhp感染损伤机制提供依据。

关键词：猪肺炎支原体支原体-宿主相互作用炎性反应 SPLUNC1

益生乳酸菌促进亮斑扁角水虻幼虫生长及蛋白积累研究

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环境昆虫学报 2024年第5期46卷 1094-1103页

作者：禹铭洋邵明英余永强张珈蔡珉敏郑龙玉张吉斌农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室湖北洪山实验室华中农业大学生命科学技术学院微生物农药国家工程研究中心武汉430070 海南职业技术学院海口570216

亮斑扁角水虻Hermetia illucens L.幼虫能够转化有机废弃物如餐厨垃圾等,获得虫体蛋白可以生产畜禽和水产饲料,虫粪可作为优质有机肥。益生微生物在亮斑扁角水虻幼虫处理有机废弃物过程中扮演着至关重要的角色,然而乳酸菌对亮斑扁角水... 详细信息

亮斑扁角水虻Hermetia illucens L.幼虫能够转化有机废弃物如餐厨垃圾等,获得虫体蛋白可以生产畜禽和水产饲料,虫粪可作为优质有机肥。益生微生物在亮斑扁角水虻幼虫处理有机废弃物过程中扮演着至关重要的角色,然而乳酸菌对亮斑扁角水虻高效处理有机废弃物的促进作用却鲜有研究。本研究以亮斑扁角水虻幼虫为研究对象,通过添加不同的乳酸菌到亮斑扁角水虻幼虫处理人工饲料的体系中,评估不同乳酸菌菌株对亮斑扁角水虻幼虫转化人工饲料的影响,以筛选出能够提高亮斑扁角水虻幼虫存活率、转化率以及促进幼虫蛋白积累效果显著的乳酸菌并定义其为益生乳酸菌。通过将乳酸菌添加到亮斑扁角水虻幼虫转化人工饲料体系,初步筛选出3株亮斑扁角水虻益生乳酸菌L4,L7,L8。经过形态学观察、生理生化鉴定及16S rDNA序列分析后,确定L4为短促生乳杆菌,L7为啤酒促生乳杆菌,L8为植物乳植物杆菌。与空白对照组相比,益生乳杆菌L4,L7,L8的添加可以显著提高亮斑扁角水虻幼虫鲜重5.93%,6.41%,9.43%;亮斑扁角水虻转化率也分别提高了8.01%,7.18%,13.60%;物料减少率则分别提高了3.47%,4.75%,6.28%。更重要的是,L4,L7,L8对亮斑扁角水虻幼虫蛋白积累具有显著促进作用。与空白对照组相比,亮斑扁角水虻幼虫粗蛋白含量分别显著提高了5.14%,3.13%,4.70%;幼虫蛋白总产量分别显著提高了14.40%,14.84%,17.63%。综上,本研究筛选、鉴定并评估了对亮斑扁角水虻幼虫具有益生作用的乳杆菌,不仅能提高亮斑扁角水虻幼虫对人工饲料的转化率,获得更多的虫体生物质,而且能够促进亮斑扁角水虻幼虫的蛋白积累提高虫体蛋白质含量,获得高品质的昆虫蛋白。研究结果对揭示亮斑扁角水虻与肠道微生物协同代谢营养物质的机制具有重要意义,并且在亮斑扁角水虻大规模转化有机废弃物中应用潜力巨大。

关键词：亮斑扁角水虻益生乳杆菌协同转化生长蛋白积累