黏质沙雷氏菌次生代谢物对TMV的抑制机理

• 作者: 张长华 李锡宏 杨金广 欧阳明安 毕建华 王凤龙 王升平 王盼 申莉莉 钱玉梅
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 灵菌红素 黏质沙雷氏菌 烟草花叶病毒 拮抗作用 抑制机理
• 年，卷（期）: 2014,（5）
• 所属期刊栏目: 植物保护
• 页码范围: 912-922
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2014.05.008

摘要

【目的】分离、纯化和鉴定黏质沙雷氏菌2A2次生代谢物中具有抑制TMV侵染力的活性成分，明确其对TMV的抑制机理。【方法】通过病毒生物学测定，确定黏质沙雷氏菌2A2菌株对TMV的抑制效率。为明确黏质沙雷氏菌2A2发酵液次生代谢物中抑制TMV侵染力的活性成分，通过TLC和硅胶柱层析对其发酵液进行了分离纯化，获得主要的次生代谢物，通过局部枯斑法测定各代谢物的生物学活性，筛选可显著抑制TMV侵染活性的物质，经NMR分析，确定其成分结构，进而确定物质组分。为进一步揭示代谢物对TMV的抑制机理，利用透射电子显微镜探索代谢物对TMV粒体形态的影响，TMV粒体与代谢物甲醇溶液混合30 min后，于透射电子显微镜下观察TMV粒体形态。同时，用代谢物甲醇溶液喷施处理寄主下部3片叶，共设5个处理：处理Ⅰ，喷施代谢物24 h后，接种TMV；处理Ⅱ，代谢物与等体积TMV汁液混合30 min后，接种叶片；处理Ⅲ，先接种TMV，24 h后喷施代谢物；处理Ⅳ，宁南霉素（50μL·mL-1）与等体积TMV汁液混合30 min后，接种下部叶3片做阳性对照；处理Ⅴ，无菌水与等体积TMV汁液混合30 min后，接种下部叶3片做空白对照。分别在次生代谢物诱导和TMV侵染后1、3、5、7、9 d，取未经任何处理的上部叶，TRIZOL法快速提取总RNA并反转录cDNA，利用real-time RT-PCR分析样品PR基因和TMV的RNA相对表达量，进而明确代谢物处理寄主对寄主PR基因表达的影响和对TMV在寄主体内复制增殖的抑制作用。【结果】黏质沙雷氏菌2A2菌株对TMV具有显著的抑制作用。对其发酵液进行分离纯化，获得3种主要代谢物，通过局部枯斑法测定，编号为BJH-2的代谢物可显著抑制TMV的侵染活性，经NMR分析，确定了该代谢物为灵菌红素（prodigiosin）。透射电子显微镜结果显示灵菌红素可显著破坏TMV粒体，使TMV典型的杆状病毒粒体降解断裂成排列紊乱的短杆状。real-time RT-PCR结果表明，灵菌红素处理植株后，处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ可诱导寄主体内PR基因表达随着时间逐渐上调，第7天左右，三者处理的寄主体内PR1、PR2、PR4、PR5表达上调至高峰，显著高于空白对照，亦高于处理Ⅳ的阳性对照，从而提高系统抗性；灵菌红素处理植株后，处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ寄主体内TMV RNA的表达量随着时间上调减缓，在接种TMV后的第9天，三者处理的寄主体内的TMV RNA含量分别是空白对照的11.98%、5.23%、15.90%，显著低于空白对照，亦低于处理Ⅳ的阳性对照。【结论】灵菌红素既对TMV在寄主体内的复制增殖具有抑制作用，又可诱导寄主产生系统抗性，整体效果高于宁南霉素，可作为防治植物病毒新的生物制剂。