抗性基因资源与分子发育北京市重点实验室



赵和平教授和韩生成教授课题组在PLOS ONE上发表题为“Isolation and characterization of a mycosubtilin homologue antagonizing Verticillium dahliae produced by Bacillus subtilis strain Z15”的研究性文章

2022年6月，赵和平教授和韩生成教授课题组在PLOS ONE（IF：3.24）发表题为“Isolation and characterization of a mycosubtilin homologue antagonizing Verticillium dahliae produced by Bacillus subtilis strain Z15”的研究性文章。抗性基因资源与分子发育北京市重点实验室博士生林荣荣为第一作者，赵和平教授和韩生成教授为共同通讯作者。

大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）是一种土传植物真菌病原，可引起植物黄萎病害，其可感染包括棉花（Cossypium hirstum）、莴苣（Lactuca sativa）、番茄（Lycopersicum esculentum）和草莓（Fragaria×ananassa Duch）等近600种植物，造成巨大经济损失，对全球农作物构成严重威胁。枯草芽孢杆菌Z15（Bacillus subtilis Z15，BS-Z15）是从新疆棉田分离到的一株对大丽轮枝菌 991（Verticillium dahliae 991，VD-991）具有拮抗作用的生防菌株。然而，BS-Z15产生的抗VD-991化学物质仍然难以捉摸。在本研究中，通过一系列纯化方法，包括酸沉淀、有机溶剂萃取和半制备高效液相色谱分离，从BS-Z15发酵液中获得抑菌化合物纯品。此外，还进行了傅里叶变换红外光谱、核磁共振光谱和串联质谱分析，最终确认来自BS-Z15的抑菌化合物是一种具有C17脂肪酸链的抗霉枯草菌素同系物。基因组序列分析和PCR验证进一步表明，BS-Z15基因组包含完整的抗霉枯草菌素操纵子，包括四个ORFs：fenF、mycA、mycB和mycC。虽然1 μg/mL的抗霉枯草菌素促进了棉花种子的萌发，但10 μg/mL的抗霉枯草菌素对种子萌发、株高和干重没有显著影响。此外，在两叶一心期的棉花叶片上喷洒10 μg/mL的抗霉枯草菌素，可促进棉花植株病原相关基因的表达和棉酚的积累。通过病情指数统计发现，抗霉枯草菌素大大降低棉花中的大丽轮枝菌含量。本研究为从BS-Z15中分离纯化抗霉枯草菌素同系物提供了一种有效的方法，该抗霉枯草菌素同系物可作为棉花黄萎病的生物防治剂。

本研究受国家自然科学基金（U1703112，32160074）共同资助。

全文链接：

https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0269861

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