吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007突变体文库的构建及抗病相关基因的克隆文献综述

 2022-08-03 11:57:40

吡咯伯克霍尔德氏菌JI-SH007突变体文库的构建及抗病相关基因的克隆文献综述生物防治1.1生物防治的意义与前景

植物病害一直是威胁农业生产的重要因素,化学农药的大量长期使用不仅使病原菌产生了抗药性,而且农药残留对人、畜和环境都有危害。生物防治是利用有益生物或其它生物来抑制或消灭有害生物的一种方法,有无毒、无害、无污染和不易产生抗药性等优点,因此,生物防治在将来可能替代化学药剂成为一个环保安全的选择[1]

目前生防微生物应用后防治效果能否稳定持久,大多不能预见。在自然界植物、病原物、生防微生物和环境之间的关系是极其复杂的,只有详细了解生防微生物在植物根际和叶际与病原物及其它生物、植物及其分泌物、土壤及各种环境因子之间的相互作用及其变化规律、才能有效地调控无机与有机环境,更好地发挥生防微生物的防病功能。

目前国内外已筛选出多种抗病有益微生物,但大多为直接使用菌株或菌剂来防治病害.因此它们的货架期(销售保质期)及效果稳定性就难以保证,只有通过提取和纯化其抗菌物质(包括抗生素与抗菌蛋白),才能将微生物发酵品变成真的、标准的生物农药,从而更好地用于农业和林业生产[2]。近年来,国内外开始研究拮抗生物的遗传背录,克隆和分离了一些产生抗菌物质的基因.因此通过遗传工程技术,构建高效、多抗转基因工程菌或将微生物的抗菌基因转入植物以培育转基因抗病品种,将是植物病害生物防治研究的重点。[2]1.2杨树溃疡病的进展与防治

杨树是我国重要的造林树种之一,杨树溃疡病是一类危害严重的杨树枝干病害,发展速度快、分布面积广、防治十分困难,据报道,在杨树幼林上发生和危害较多,一般在感病品种上发病率达80~100%,死亡率达30~ 50%[3]。该病害严重威胁我国杨树产业的健康发展。

杨树溃疡病是一种寄主主导型病害,在防治上存在较大难度。生防菌不仅在抑制病原菌生长方面具有很强的专一性、持久性和有效性,而且可以增强寄主植物的抗性,是目前林木病虫害防治的主要研究方向[4]。利用有益微生物进行植物病虫害的生物防治内容是一项经济、有效、可持续的生防技术途径,已成为树溃疡植物病虫害综合治理的重要手段。洋葱伯克霍尔德氏菌( Burkholderia cepaeia)的许多菌株具有生物防治、促进植物生长、生物修复等功能,近年来在植物病害防治中发挥了重要作用[5]2.内生细菌研究

  近年来,利用内生微生物控制植物病原侵染成为研究热点[6],德国科学家 Barry 于 1886 年首次提出了内生菌这一名词,随后在 1992 年 Kleopper 等人对植物内生菌进行了界定,这是植物内生菌首次面世,指出这类微生物能够被定植在植物细胞内并和寄主建立良好的和谐关系。当前,科研学者普遍认为植物内生菌就是一些真菌和细菌等在生活史的某一时期或是全部时期都在健康植物和器官内存活,且寄主不出现任何外在特征[7]。植物内生细菌具有稳定的生存空间和较强的定殖能力,而且可以通过人工接种导入不同植物并通过植物种子或其他途径进行传播,因此具有作为植物病害生防因子的优良特[8]。此外,内生细菌可产生与宿主植物相同或相似的生理活性物质[9]; 可提高宿主植物的适应性和抗逆性,如具有固氮作用、合成铁载体、促进植物根系对无机离子的吸收、促进植物根际或叶围污染物质的降解、诱导系统抗性等。

  目前,生防细菌的研究和应用已经取得了突破性进展,已形成了成熟的筛选和室内测定技术,国内外也陆续出现一些商业化生防菌剂,但仍有大量生防细菌资源处在被发现却很难被应用阶段,尤其我国能够大规模应用于大田间的新型生防菌剂不多。因此,生防细菌的基因改造、复配和商业化制剂研发与生产以及应用技术将有可能成为今后研究的重点。从生防细菌中找到相关抑菌基因,并将其整合到植物基因组中从而获得高抗的植物植株是将来生防细菌应用的一个发展方向[10]1洋葱伯克霍尔德氏菌群(Burkholderia cepacian complex,BCC)研究进展

洋葱伯克霍尔德氏菌群(Burkholderia cepacian complex,BCC)是一种革兰氏阴性杆菌,广泛存在于自然界中。很多菌株具有促进植物生长和减轻植物病害的生物防治功能[5, 11]。可从杨树树体干部分离获得1株杨树溃疡病高效生防菌吡咯伯克霍尔德氏菌( Burkholderia cepaeia) JK-SH007,隶属于Bcc群的基因型Ⅸ,该菌株具有内生性,对杨树溃疡病具有一定的抗性,而且对杨树具有明显的促生长作用。吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007,由南京林业大学实验室从杨树干部分离筛选获得,保藏于中国典型培养物保藏中心CCTCC( 保藏号M 209028,保藏日期2009年2月18日)[12]

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