枯草芽孢杆菌产抗菌环状脂肽的研究

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1、中国科学院合肥物质科学研究院博士学位论文枯草芽孢杆菌产抗菌环状脂肽的研究姓名：刘静申请学位级别：博士专业：核能科学与工程指导教师：余增亮20060501摘要为了农业可持续发展和环境保护的需要，植物的生物防治受到越来越多的关注。枯草芽孢杆菌Bacillussubtilis是一类广泛分布于土壤和植物表面的嗜热性内生芽孢细菌，能产生多种抗菌物质，抑制多种病原真菌生长，具有广谱抗菌活性和极强的抗逆能力，是一种理想的生防微生物，其中有一些已经商业化并应用于植物病虫害防治领域。本实验室分离了一株对小麦赤霉病菌有抑制作

2、用的枯草芽孢杆菌BacillussubtilisJA。本论文报道了利用离子束生物技术改良出发茵菌株，提高出发菌株的抗菌活性，并成功分离到一株抗菌能力提高的突变株丑subtilisJA026。围绕该菌株抗菌活性物质进行研究，经过DEAE-SepharoseFF、SOURCE15PHE和反相HPLC多步柱层析分离纯化后得到分子量在1400"-'1500Da左右的几种不同的主要抗菌物质。氨基酸组成分析表明有十个氨基酸组成，运用电喷雾电离串联质谱(ESI—MS／MS)结合氨基酸组成分析完成了对抗菌物质的鉴定和结构

3、测定，证明它们是属于fcngycin家族的环状脂肽，由lO个氨基酸(其中8个构成一个环肽)和一个脂肪酸侧链构成。本论文提出一种基于串联质谱技术的对枯草芽孢杆菌表达的这一类抗菌环状脂肽的快速分离纯化方法。另外本文分析了抗菌物质的抗菌特性，离体生物测定试验结果表明BacillussubtilisJA026具有广谱的抗菌抑菌作用，不但对多种植物病原真菌，如水稻纹枯病(Rhizoctoniasolani)、小麦赤霉病(Gibberellazeae)、西瓜枯萎病(Fusariulmoxysporumf．sp．Vas

4、infectum)、棉花枯萎病(Fusariumoxysporumniveum)、辣椒炭疽病(Colletotrichumeapsici)、油菜菌核病(Sclerotiniasclerotiorum)和果实采摘后病害柑橘青霉病(Penicilliumitalicum)等具有强烈抑制作用，而且对番茄青枯病(tobaccobacterialwilt)和烟草青枯病(tomatobacterialwilt)等植物病原细菌有抑制作用，另外对人类脚气病致病真菌红色毛癣菌(Trichophytonrubrum)和须毛癣

5、菌(Trichophytonmemagrophytes)也有很好的抑制效果。发酵产物的活体生物测定试验表明其对黄瓜幼苗的灰霉病菌(肋幻惦cinema)和菌核病菌(Colletorichumgloeosporioides)的抑制作用，发酵液即使稀释4倍仍有效果，对桃树流胶病也有明显的抑制效果。大田的初期试验结果表明用Bacillus枯草芽孢杆菌产抗菌环状脂肽的研究subtilisJA026发酵液浸种和田间喷洒，测定农艺性状的结果显示了其对小麦的株高、分蘖数和穗长的促进作用，并且有一定的增产效果。CCD显微镜

6、图片显示抑制植物病原真菌生长的抗菌环状脂肽的抗菌作用：导致病原菌孢子和菌丝体畸形，抑制孢子萌发，菌丝体生长点产生大量泡囊，后期能使菌丝发生断裂、解体，细胞质消解等。本文报道的枯草芽孢杆菌JA026具有抑制植物病害和促进植物生长的能力，其抗逆性强，对环境友好，对人畜高度安全，因而在生物防治植物病害方面显示出很好的应用前景。关键词：生物防治，植物根际促生菌，离子注入，抗菌环状脂肽，枯草芽孢杆菌nAbstractStudiesofAntifungalCyclicLipopeptidesfromBacilluss

7、ubtilisJingLiu(Major：NuclearScience＆Engineering)DirectedbyProf'．Zeng-LiangYu、_Duringthepastseveraldecades，interestsinbiologicalcontrolofplantpathogensinagriculturehavedramaticallyincreasedduetotheincreasingpubliCconceH坞onthesustainabledevelopmentofagricul

8、tureandtheenvironmentprotectionagainsthazagdouschemicalpesticides．Bacillussubtilisisakindofendospore-formingbacteriaproducingavarietyofpowerfulantifungalmetabolitcs，andcanbeusedasfriendlybiocontrolagenttotheenvironm