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23 2024.01

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    國際Top性期刊8連發:365英国上市官网在线劉銅教授團隊在木黴生物防治方面研究取得重要進展

芒果蒂腐病是由Lasiodiplodiatheobromae引起的一種破壞性的采後病害,嚴重危害采摘後的芒果生産。365英国上市官网在线生防木黴科研團隊研究發現羽狀木黴Trichoderma pinnatumLS029-3非揮發性代謝物對病原菌的抑制作用最強,代謝液粗提物的EC50為0.25 ± 0.03 g L−1,掃描電鏡表明經4倍EC50粗提物處理後的菌絲結構被破壞,代謝液粗提物可以顯著減少病斑面積和腐爛病的發生。通過增加防禦酶活性,提高果實清除活性氧的能力,增強果皮硬度和色澤,減緩果實腐爛。本研究為芒果蒂腐病采後防治提供了一種安全有效的生物防治策略。課題組碩士研究生戰鑫和博士後Raja Asad Ali Khan為共同第一作者,劉銅教授為通信作者。

https://doi.org/10.1016/j.scienta.2022.111696



由炭疽菌(Colletotrichum spp.)引起的咖啡炭疽病是一種生産中極易發生和傳播的重要害,已成為影響咖啡高産量的主要生物限制因素之一。使用化學農藥對咖啡炭疽病的防效不佳。365英国上市官网在线生防木黴課題組首次報道了Colletotrichum cairnsense可侵染咖啡并引發咖啡炭疽病。通過篩選得到一株對C. cairnsense具有良好拮抗作用和重寄生能力的棘孢木黴GD040。盆栽實驗表明用棘孢木黴GD040孢子懸浮液灌根處理後可以顯著減少C. cairnsese侵染導緻的咖啡葉病斑面積。轉錄組分析和qRT-PCR結果證明,C. cairnsense接種咖啡葉片後會抑制抗性基因的表達,而棘孢木黴GD040可誘導咖啡NB-ARC和LRR結構域編碼基因以及與苯丙烷生物合成途徑相關的基因的上調表達,并激活JA/ET和SA途徑以觸發SAR和ISR抵抗C. cairnsese侵染。此外,棘孢木黴GD040處理後咖啡的生長素合成基因和赤黴素合成基因表達水平也顯著上調。此研究從分子水平揭示了棘孢木黴GD040對C. cairnsense的拮抗模式和多途徑誘導咖啡寄主對炭疽病抗性的機制,為開發多功能木黴生物制劑及其在咖啡炭疽病防治中的應用奠定了基礎。課題組王睿講師及碩士研究生安馨媛為共同第一作者,劉銅教授為通信作者。

https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2023.105213


365英国上市官网在线生防木黴課題組利用矽、木黴代謝物合成的納米矽和木黴代謝物處理對番茄在金屬镉和細菌性枯萎病菌脅迫下的響應變化,發現木黴代謝物合成的納米矽和木黴代謝物可以提高植物對镉的耐受性,降低從土壤中轉運镉的能力進而減少植物體内镉含量,增強植物光合作用、抗氧化酶活性來降低镉的毒性。同時,木黴代謝物合成的納米矽和木黴代謝物聯合施用可以破壞青枯勞爾氏菌體細胞結構,顯著降低番茄細菌性枯萎病的發生。課題組博士後Raja Asad Ali Khan為第一作者,劉銅教授為通信作者。

https://doi.org/10.1016/j.envpol.2023.122041



  Pectobacteriumcarotovorum subsp.CarotovorumPcc)可以感染多種植物并造成嚴重損害,通常在生産中使用化學制劑來減輕其損害。然而,化學制劑的過度、長期使用導緻了環境污染和日益嚴重的耐藥性問題。群體感應抑制因子(QSIs)可以在不影響病原菌生長的情況下競争性地抑制病原菌的群體感應(QS)系統,從而降低環境選擇壓力,延緩病原體耐藥性的發生。

365英国上市官网在线生防木黴課題組研究發現木黴菌Trichoderma asperellum LN004的代謝産物大黃素可以抑制Pcc生物膜及EPS的生成,降低其降解酶的活性,PCWDE相關合成基因表達量顯著下調。通過分子對接驗證明确大黃素是群體效應相關蛋白ExpI和ExpR的潛在配體,大黃素可以競争結合ExpI和ExpR蛋白,幹擾PccQS,減少毒力因子的産生,減輕病原菌對作物的為害,揭示木黴抑制細菌性軟腐病的新機制。課題組碩士研究生戰鑫和王睿講師為共同第一作者,劉銅教授為通信作者。

https://doi.org/10.1002/ps.7835

黃瓜枯萎病是一種由尖孢鐮孢菌黃瓜專化型(Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum Owen,FOC)引起的全球性土傳病害,在黃瓜整個生長季均能侵染,對全球黃瓜産量造成了嚴重的損失。365英国上市官网在线生防木黴課題組篩選出對FOC具有良好拮抗作用的棘孢木黴FJ035,該菌株可有效抑制FOC的孢子萌發,且提高了黃瓜種子的發芽潛力。進一步通過熒光标記結合顯微觀察技術對棘孢木黴FJ035與FOC在黃瓜根際的時空競争進行了動态監測。結果表明棘孢木黴FJ035與FOC孢子懸浮液同時處理黃瓜根部時,FOC孢子可迅速在根部富集和萌發,而棘孢木黴對FOC的抑制效果較弱;當接種FOC孢子懸浮液前24 h用棘孢木黴FJ035孢子懸浮液處理,可顯著減少FOC孢子在黃瓜根部的積累,且其孢子的萌發也受到抑制。水培和盆栽條件下對黃瓜枯萎病的最高防治效率分别為69.79%和75.96%,同時棘孢木黴FJ035還有效的減輕FOC對黃瓜生長的不利影響。因此,棘孢木黴FJ035作為預防性生物制劑使用效果最佳。該研究描述了棘孢木黴FJ035與FOC在黃瓜根際的時空競争關系,為探索木黴的生防機制和指導其在生産中的應用提供了理論依據。課題組王睿講師和碩士研究生于笑麗為共同第一作者,劉銅教授為通信作者。


https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2023.105334

  MicroRNAs (miRNAs)是一類内源性單鍊非編碼RNA,可以降解mRNA或與mRNA結合在轉錄後水平抑制其轉錄或調節基因表達。目前,關于生防菌與病原菌互作過程中miRNA功能的相關研究較少。365英国上市官网在线生防木黴課題組構建了GFP木黴菌株,通過熒光觀察明确其重寄生灰黴菌的關鍵時期,将整個重寄生過程分為三個重要階段:12 h——菌絲接觸;36 h——菌絲纏繞;72 h——灰黴病菌菌絲降解。試驗進一步通過高通量測序技術獲得木黴重寄生灰黴菌過程中的miRNA,以及它們的靶基因,篩選了隻在木黴中表達,并且前體結構隻存在于木黴菌的基因組而不存在于灰黴菌的基因組中的miRNA,并預測了它們在灰黴菌中的靶基因,共篩選得到14個穿梭milRNA和41個靶基因。這些基因在木黴重寄生灰黴病菌的過程中起着重要的作用,該研究為miRNA在病害防治方面提供了新的方向。課題組博士研究生劉震和碩士研究生李月姣為共同第一作者,侯巨梅和劉銅為共同通信作者。


https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2023.105599

荔枝霜疫病是目前荔枝生産及貯運過程中非常嚴重的病害,貯運期間隻要有少數幾個果實攜帶病菌便可使附近果實全部發病,從而導緻大量果實腐爛變質,造成嚴重經濟損失。365英国上市官网在线生防木黴課題組研究發現猬木黴LS019-2對荔枝霜疫黴菌絲生長抑制率最高,其中揮發性化合物6-戊基-2H-吡喃-2-酮(6PP)為主要抑菌物質,6PP顯著抑制荔枝霜疫黴菌絲生長、孢子囊萌發、嚴重破壞菌絲體的超微結構,阻礙病害的發展。同時,在保鮮過程中能保持較好的果皮色澤、增強抗氧化物酶活性、富集氨基酸、減緩失重,從而延長了荔枝的貨架期。因此,天然揮發性物質6PP既可以作為殺菌劑同時也是一種新型果實防腐保鮮劑用于荔枝的生産中。該論文為Journal of Agricultural and Food Chemistry封面文章(2023, Volume 71)。課題組邢夢玉副教授和趙晶講師為共同第一作者,劉銅教授為通信作者。

https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c03872

新生多肽相關複合物(Nascent polypeptide-associated complex,NAC)對于維持蛋白質内穩态起關鍵作用,然而在木黴中的功能尚不明确。該研究從短梗木黴中鑒定到TbNACα,該基因在短梗木黴拮抗白絹病菌過程中顯著下調表達,TbNACα敲除突變體的非揮發性物質能顯著抑制白絹病菌的生長,通過比較轉錄組分析發現,TbNACα基因敲除後顯著影響了短梗木黴的代謝過程,主要調控次生代謝物生物合成酶、水解酶和膜轉運蛋白相關基因的表達,采用非靶代謝組鑒定到咖啡酸乙酯是非揮發性代謝物中拮抗白絹病菌的關鍵物質。這些結果表明,TbNACα基因的缺失使咖啡酸乙酯合成通路基因上調表達,進一步促進咖啡酸乙酯的積累,增強對白絹病菌的拮抗能力。該研究揭示了TbNACα負調控木黴合成拮抗物質的新機制,為白絹病菌的防治提供新的思路。已畢業的博士研究生劉震和碩士研究生徐甯為論文第一作者,劉銅教授為論文的通訊作者。

https://doi.org/10.1016/j.jia.2024.01.030



(圖文:王睿,審核:餘文剛)

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