富集法发现抗赤霉病的新型细菌生物控制剂


发布时间:

2022-03-24

来源:

本站

作者:

PhenoTrait

  这项工作介绍了一种替代性的工作流程,用于发现小麦中的新型细菌生物控制剂,以对抗小麦抗赤霉病(Fusarium head blight,FHB)。与分离物收集的大规模测试不同,从一个多样化的接种体开始,在籽粒灌浆期从田间种植的植物穗中提取微生物群落。在感染了F. graminearum PH1的离体小麦穗上进行3个14天的非培养试验富集,如图1,得到4个不同的微生物群落,通过测量光系统II效率(Fv/Fm)来评估疾病严重程度,如,2。发现一个菌群在3个周期后减少了感染症状,随后选择这个菌群通过限制稀释来分离细菌。所有94个分离株在体外和植物试验中进行了测试,并选择了14个分离株在离体麦穗上进行了进一步测试。结果似乎表明,富集法导致细菌在控制FHB方面具有不同的行动模式。我们发现,一个细菌群落在3个周期后减少了感染症状,这被选为随后通过限制性稀释法分离细菌,如图3。Erwinia persicina分离物C3显示了疾病严重程度的显著降低(Fv/Fm),Erwinia persicina C3和Pseudomonas sp. B3显示了真菌生物量的显著降低(cGFP)。然而,这两个处理的霉菌毒素分析显示DON水平没有减少。然而,Pantoea ananatis H3、H11和Erwinia persicina H2能够将DON浓度降低50%以上,如图4,尽管这些效果没有统计学意义。最后,Erwinia persicina H2也显示出将DON糖基化为植物毒性较低的DON-3G的明显程度。据报道,通过富集循环分离出的细菌属在开放的生境中发展的微生物群落中占主导地位,显示出强烈的迹象表明,分离出的细菌可以减少F. graminearum对穗状植物圈的感染压力。

 

  综上所述,在感染赤霉病下对小麦穗部的微生物群体进行独立培养的实验富集,可以选择具有潜在生物控制特性的细菌。

 

  图1 植物富集循环

 

  图2 在植物富集循环中。在感染了F. graminearum PH1的离体小麦穗上进行3个14天的非培养试验富集,得到4个不同的微生物群落。通过测量光系统II效率(Fv/Fm)来评估疾病严重程度。与感染对照组相比,表现出显著差异的处理用星号标记(p < 0.05)。

 

  图3 利用光合表型成像系统CropReporter测量分离穗试验中降低疾病严重程度(a):通过测量光系统II效率(Fv/Fm)来评估疾病严重程度。(B):菌丝生长的定量是通过测量GFP信号来评估的,GFP信号被纠正为穗的自身荧光(cGFP)。与感染对照组相比,表现出显著差异的处理用星号标记(p < 0.05)。(C):彩色图像,(D): Fv/Fm, (E): cGFP

 

  图4 分离穗试验中细菌分离株对霉菌毒素生产的影响。(A): DON, (B): 3-ADON, (C): DON- 3g和(D):糖基化DON的比例。所有浓度均以μ g/kg (ppb)表示。与感染对照组相比,表现出显著差异的处理用星号标记(p < 0.05)。

 

  来源:Deroo, W.; De Troyer, L.; Dumoulin, F.; De Saeger, S.; De Boevre, M.; Vandenabeele, S.; De Gelder, L.; Audenaert, K. A Novel In Planta Enrichment Method Employing Fusarium graminearum-Infected Wheat Spikes to Select for Competitive Biocontrol Bacteria. Toxins 2022, 14, 222. https://doi.org/10.3390/toxins14030222

 

  编辑:王春颖

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