粘细菌在制备捕食和抑制植物病原细菌的药物中的应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201611095485.2

申请日:

20161201

公开号:

CN106967631A

公开日:

20170721

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

C12N1/20,A01N63/00,A01P1/00,C12R1/01

主分类号:

C12N1/20,A01N63/00,A01P1/00,C12R1/01

申请人:

广东省微生物研究所(广东省微生物分析检测中心),广东博沃特生物科技有限公司

发明人:

李安章,朱红惠,张鲜姣,姚青

地址:

510070 广东省广州市先烈中路100号大院56号

优先权:

CN201611095485A

专利代理机构:

广州科粤专利商标代理有限公司

代理人:

刘明星

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内容摘要

本发明公开了粘细菌在制备捕食和抑制植物病原细菌的药物中的应用。本发明的粘细菌Myxococcus sp.e‑3‑1,Polyangium sp.8#‑3,Cystobacter sp.XJ9‑1,它们一方面能捕食和裂解多种植物病原细菌,另一方面能产生抑制桃色欧文氏菌的活性天然产物,具有重要的应用价值。本发明的粘细菌Myxococcus sp.e‑3‑1,Polyangium sp.8#‑3,Cystobacter sp.XJ9‑1可以在生物防治和药物开发等方面的应用。

权利要求书

1.粘细菌Myxococcussp.e-3-1,Polyangiumsp.8#-3或Cystobactersp.XJ9-1在制备防治植物病原细菌药物中的应用。 2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,当为粘细菌Myxococcussp.e-3-1时,所述的防治植物病原细菌药物是防治RhizobiumradiobacterGIM1.274,PseudomonassyringaeGIM1.330,AcidovoraxavenaesubspavenaeJCM20985,RhodococcusfasciansNBRC12155,BurkholderiacepaciaGIM1.450,CurtobacteriumflaccumfaciensGIM1.343,ErwiniapersicinaGIM1.331,ArthrobacterilicisJCM12267,ErwiniachrysanthemiGIMT1.178,Pantoeastewartiisubsp.stewartiiLMG2715,RalstoniasolanacearumGIM1.70,RhizobacterdauciDSM11587,SphingomonassuberifaciensJCM8521,XanthomonascampestrisJCM20466,Xylellafastidiosasubsp.fastidiosaLMG17159,StreptomycesscabieiJCM7914,BacillusmegateriumGIM1.270或ClavibactermichiganensisJCM1370的药物。 3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,当为粘细菌Polyangiumsp.8#-3时,所述的防治植物病原细菌药物是防治RhizobiumradiobacterGIM1.274,PseudomonassyringaeGIM1.330,AcidovoraxavenaesubspavenaeJCM20985,RhodococcusfasciansNBRC12155,CurtobacteriumflaccumfaciensGIM1.343,ArthrobacterilicisJCM12267,ErwiniachrysanthemiGIMT1.178,Pantoeastewartiisubsp.stewartiiLMG2715,RalstoniasolanacearumGIM1.70,RhizobacterdauciDSM11587,SphingomonassuberifaciensJCM8521,XanthomonascampestrisJCM20466,Xylellafastidiosasubsp.fastidiosaLMG17159,StreptomycesscabieiJCM7914,BacillusmegateriumGIM1.270或ClavibactermichiganensisJCM1370的药物。 4.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,当为粘细菌Cystobactersp.XJ9-1时,所述的防治植物病原细菌药物是防治RhizobiumradiobacterGIM1.274,PseudomonassyringaeGIM1.330,AcidovoraxavenaesubspavenaeJCM20985,RhodococcusfasciansNBRC12155,CurtobacteriumflaccumfaciensGIM1.343,ErwiniapersicinaGIM1.331,ArthrobacterilicisJCM12267,ErwiniachrysanthemiGIMT1.178,Pantoeastewartiisubsp.stewartiiLMG2715,RalstoniasolanacearumGIM1.70,RhizobacterdauciDSM11587,SphingomonassuberifaciensJCM8521,XanthomonascampestrisJCM20466,Xylellafastidiosasubsp.fastidiosaLMG17159,StreptomycesscabieiJCM7914,BacillusmegateriumGIM1.270或ClavibactermichiganensisJCM1370的药物。 5.粘细菌Myxococcussp.e-3-1,Polyangiumsp.8#-3或Cystobactersp.XJ9-1在制备抑制桃色欧文氏菌的药物中的应用。 6.粘细菌Myxococcussp.e-3-1,其保藏号为:GDMCCNo.60120。 7.粘细菌Polyangiumsp.8#-3,其保藏号为:GDMCCNo.60122。 8.粘细菌Cystobactersp.XJ9-1,其保藏号为:GDMCCNo.60121。

说明书

技术领域:

本发明属于微生物学、生物防治、天然产物化学和药物学领域,具体涉及三株能捕食和抑制植物病原细菌的粘细菌,以及在制备捕食和抑制植物病原细菌的药物中的应用。

背景技术:

植物病害危害农业生产,造成经济损失,其防治研究具有重要意义。生物防治技术具有不污染环境、对人和其他生物安全性好、防治作用持久、无残留、对病害的杀伤特异性强、易于同其他防治措施协调配合、节约能源等优点,因而具有广阔的发展前途。当今世界,人们对环境保护日益重视,对“无公害产品”需求不断提高,符合农业可持续发展要求的生物防治技术逐渐成为研究热点和重要方向。

迄今为止,研究者已筛选到大量具有抑制植物病原菌效果的拮抗菌株,包括芽孢杆菌、链霉菌、假单胞杆菌、类芽孢杆菌、木霉菌等。这些菌株的主要生防机制是在生长代谢过程中产生多种拮抗病原菌的抗生素类物质、毒素、细菌素、蛋白质类抗菌物质等,达到抑制或杀灭病原菌的效果。由于次级代谢产物的产生受环境因素影响较大,这类拮抗菌株在田间施用时往往面临防效不稳定、持久性差等问题。

在虫害或动物病害的生物防治中,利用天敌和捕食关系是主要的生防机制和研究方向,已报道了大量成功案例。微生物中也存在一些捕食者(micropredator),如Lysobacter、Bdellovibrio、Bacteriovorax、Daptobacter、Bacteroidetes和Myxococcales(粘细菌目)等。

近年来,微生物捕食者及其捕食作用引起了越来越多的关注。学界认为,上述微生物捕食者都是有潜力的生防菌。但是,目前对微生物捕食者在生物防治方面的应用潜力研究并不多。

粘细菌(myxobacteria)可滑行运动,具有复杂多细胞形态发生过程、独特的细胞间信号传递系统、显著的社会性行为特征。近来,人们逐渐认识到,相比单纯的微生物捕食者如Bdellovibrio或Bacteriovorax,粘细菌在生物防治方面具有更大优势,因为粘细菌具有多重生防机制。

1.粘细菌是微生物中的捕食者。大多数粘细菌能通过独特的狼群式群体行为(wolf-pack)和滑行运动来主动捕食其他活的微生物,包括细菌、真菌、酵母、藻类等,用来满足自身的营养需求。粘细菌的捕食范围相当广泛,其对被捕食菌的偏爱性一般体现在很大的分类单位如门和纲的层次,无视同一种细菌的生理分化,具有重要的生物防治意义,有可能解决某些病原菌菌系差异大等防治难题。

2.粘细菌是原核生物中仅次于放线菌的第二大抗生素产生菌,能产生丰富多样、结构新颖的次级代谢产物,在药物开发、生物农药和生态治理等方面具有广泛的应用潜力。研究认为,能够产生抗生素等次级代谢产物的微生物都是大有希望的生物防治因子,如芽孢杆菌、链霉菌、假单胞杆菌等。最近发现,粘细菌分泌的天然活性产物往往作为捕食工具或武器参与了其捕食过程。

3.粘细菌抗逆性强。粘细菌具有营养细胞和粘孢子(myxospore)两种形态,在环境条件恶劣时,可以形成抗逆性很强的粘孢子,抵抗营养缺乏、酸碱、干燥、寒冷、炎热和辐射等外部环境,这使得粘细菌可以在很多极端环境中长期生存。

4.粘细菌偏爱土壤、朽木、树皮、食草哺乳动物的粪便以及腐烂的地衣等基质,在这些环境中具备良好的稳定性和竞争力。粘细菌是土壤中广泛分布的土著菌,多样性和丰度都很高。大量研究表明,是否具有优良的竞争力和定殖力,是生防菌能否长期稳定地发挥生防效果的关键。因此,粘细菌强大的定殖能力和抗逆性对生物防治具有巨大优势。

5.粘细菌能够控制土壤中其他菌群的数量,维持土壤微生态平衡。研究表明,粘细菌存在于各种生境中,影响着周围其他细菌的菌落特征。作为微生物捕食者,粘细菌像动物食物链中的捕食者一样,能随着被捕食者的数量变化而动态变化。土壤微生物群落结构是动态平衡的。如果这种平衡被打破,病原菌数量激增,土传病害就会发生。研究表明,改善土壤微生态平衡、改良微生物群落结构、提高微生物多样性等措施对很多植物病害有防治作用。

6.粘细菌是土壤有机物代谢的重要参与者,在地球生物圈的物质循环中扮演着重要的角色。粘细菌能够分泌丰富的胞外裂解酶类,降解土壤中的生物量和大分子有机物等,可以增加植物可吸收的有效养分,促进作物生长,减少农作物病虫害发生,有利于发展生态有机农业。很多研究已经证明,施用堆肥或有机肥等改良土壤肥力的措施对植物病害具有良好的防治效果,是植物病害防治的研究方向之一。

然而,虽然具有重要生防潜力,但目前粘细菌在生物防治方面的研究和应用不多。在国内,尚无将粘细菌用于生物防治的报道。在国外,从上世纪70年代开始,陆续有人开展粘细菌防治植物病原微生物的研究。

1972年,Hocking等发现,在平板实验中,3株粘细菌都能不同程度地裂解分别属于Pythium intermedium,Rhizoctonia solani,Fusarium oxysporum和F.solani的6株植物病原真菌;盆栽实验时,将这些粘细菌接种于栽培土中可以有效地减轻上述病原真菌引起的立枯病和病死率,还发现这些粘细菌在栽培土中定殖效应良好。1984年,Geyer等将Ustilago maydis的担孢子铺在水琼脂平板上,然后从玉米田土壤中诱导分离到两种能产生捕食空斑的物种,一种是阿米巴原虫,另一种即为粘细菌,这两种物种同时也能够在栽培土中控制U.maydis的数量。1984年,Homma将Rhizoctonia solani的色素菌丝和Cochliobolus miyabeanus的分生孢子加入到土壤中,4周后发现这两株真菌的繁殖体被裂解;在扫描电镜下,病原真菌繁殖体上存在大量深浅不一的穿孔和蚀刻;从Cochliobolus miyabeanus的菌丝和分生孢子中分离到一株粘细菌Polyangium spp.,并证实该粘细菌能引起上述捕食和裂解现象。2001年,Taylor等发现,相邻接种时,粘细菌Nannocystis exedens可以抑制Aspergillus flavus和A.parasiticus等三株曲霉属真菌;重叠接种时,粘细菌N.exedens则可以捕食和裂解这些真菌的孢子、发芽孢子、菌丝、菌核等。2002年,Bull等发现所研究的6株粘细菌对8株植物病原真菌Cylindrocarpon spp.、Fusarium oxysporum f.sp.apii、Phytophthora capsici、Pythium ultimum、Rhizoctonia spp.、Sclerotinia minor、Verticillium alboatrum和V.dahliae均具有裂解和捕食效果。2006年,Bull等又报道了采用粘细菌防治Sclerotinia minor引起的生菜菌核病。2011年,Kim等发现一株粘细菌(Myxococcus)能利用自身的捕食作用和其活性产物的拮抗作用双重机制来防治三种致病菌Botrytis cinerea,Colletotrichum acutatum和Pyricularia grisea;盆栽试验中,该粘细菌对辣椒炭疽病的防治效果显著优于杀真菌药物二噻农。2015年,Dahm等从森林土壤中分离到30株粘细菌并测试了它们对森林主要病害真菌的防治效果,发现这些粘细菌裂解和抑制4种常见森林病害真菌Rhizoctonia solani、Fusarium oxysporum、F.culmorum和Cylindrocarpon destructans;盆栽实验表明,其中一些粘细菌能保护苗木免于R.solani侵害,还证明这些粘细菌在盆栽土壤中具有良好的定殖能力。

目前,国内外对于粘细菌的生物防治作用研究不多,上述报道基本囊括了所有公开发表的论文。可以看出,某些粘细菌对多种植物病原真菌具有捕食和抑制作用,对这些病原真菌引起的植物病害也表现出防治作用。另外,作为抗逆性强的土壤土著菌,粘细菌用于土壤中表现出良好的定植能力。目前粘细菌防治植物病害的研究主要集中在植物病原真菌方面。这是因为真菌是最常见的植物病原微生物,真菌性病害约占植物病害的70-80%。事实上,粘细菌对细菌的捕食和拮抗效果更佳。因此,粘细菌防治植物细菌性病害的潜力值得期待,相关研究亟需加强。

发明内容:

本发明提供了三株粘细菌Myxococcus sp.e-3-1,Polyangium sp.8#-3,Cystobacter sp.XJ9-1在制备捕食和抑制植物病原细菌药物中的应用。

本发明的粘细菌Myxococcus sp.e-3-1,其于2016年11月25日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(中国广州市先烈中路一百号省微生物所实验楼五楼),其保藏号为:GDMCC No.60120。

本发明的粘细菌Polyangium sp.8#-3,其于2016年11月25日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(中国广州市先烈中路一百号省微生物所实验楼五楼),其保藏号为:GDMCC No.60122。

本发明的粘细菌Cystobacter sp.XJ9-1,其于2016年11月25日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(中国广州市先烈中路一百号省微生物所实验楼五楼),其保藏号为:GDMCC No.60121。

本发明通过实验发现粘细菌Myxococcus sp.e-3-1,Polyangium sp.8#-3,Cystobacter sp.XJ9-1能够捕食多种植物病原细菌,还能够产生抑制桃色欧文氏菌的活性天然产物。

因此,本发明提供了粘细菌Myxococcus sp.e-3-1,Polyangium sp.8#-3,Cystobacter sp.XJ9-1在抑制桃色欧文氏菌及该菌导致的防治植物软腐病方面的应用潜力。(将这三种粘细菌及其天然产物开发做抑制桃色欧文氏菌及该病原菌导致的植物软腐病的生物农药)。

本发明还提供了粘细菌Myxococcus sp.e-3-1,Polyangium sp.8#-3,Cystobacter sp.XJ9-1在制备抑制桃色欧文氏菌的药物中的应用。

本发明的粘细菌Myxococcus sp.e-3-1,Polyangium sp.8#-3,Cystobacter sp.XJ9-1,它们一方面能捕食和裂解多种植物病原细菌,另一方面能产生抑制桃色欧文氏菌的活性天然产物,具有重要的应用价值。本发明的粘细菌Myxococcus sp.e-3-1,Polyangium sp.8#-3,Cystobacter sp.XJ9-1可以在生物防治和药物开发等方面的应用。

本发明的粘细菌Myxococcus sp.e-3-1其于2016年11月25日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(中国广州市先烈中路一百号省微生物所实验楼五楼),其保藏号为:GDMCC No.60120。

本发明的粘细菌Polyangium sp.8#-3其于2016年11月25日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(中国广州市先烈中路一百号省微生物所实验楼五楼),其保藏号为:GDMCC No.60122。

本发明的粘细菌Cystobacter sp.XJ9-1其于2016年11月25日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(中国广州市先烈中路一百号省微生物所实验楼五楼),其保藏号为:GDMCC No.60121。

附图说明

图1是Myxococcus sp.e-3-1对植物病原细菌的捕食效果;

图2是Polyangium sp.8#-3对植物病原细菌的捕食效果;

图3是Cystobacter sp.XJ9-1对植物病原细菌的捕食效果。

具体实施方式:

以下实施例是对本发明的进一步说明,而不是对本发明的限制。

实施例1:

本发明的粘细菌Myxococcus sp.e-3-1、Polyangium sp.8#-3来源于新疆阿克苏盐碱地土壤。

本发明的粘细菌Cystobacter sp.XJ9-1来源于越南潭道国家公园内原始森林土样。

实施例2:

分别接种粘细菌Myxococcus sp.e-3-1,Polyangium sp.8#-3,Cystobacter sp.XJ9-1到CYE培养液(10mM MOPS,10g/L酪蛋白胨,5g/L酵母提取物,8mM MgSO4,溶剂为水,PH 7.6),150rpm、30℃培养3d,而后用MMC缓冲液(10mM MOPS,4mM MgSO4,2mM CaCl2,溶剂为水,PH 7.6)冲洗稀释至1×1011cell/ml,得到粘细菌菌液。

分别接种各植物病原细菌(Rhizobium radiobacter GIM 1.274,Pseudomonas syringae GIM 1.330,Acidovorax avenae subsp avenae JCM 20985,Rhodococcus fascians NBRC 12155,Burkholderia cepacia GIM 1.450,Curtobacterium flaccumfaciens GIM 1.343,Erwinia persicina GIM 1.331,Arthrobacter ilicis JCM 12267,Erwinia chrysanthemi GIMT 1.178,Pantoea stewartii subsp.stewartii LMG 2715,Ralstonia solanacearum GIM 1.70,Rhizobacter dauci DSM 11587,Sphingomonassuberifaciens JCM 8521,Xanthomonas campestris JCM 20466,Xylellafastidiosasubsp.fastidiosa LMG 17159,Streptomyces scabiei JCM 7914,Bacillus megaterium GIM1.270,Clavibacter michiganensis JCM1370)到NA培养基中,150rpm、30℃培养到对数期,而后用MMC缓冲液冲洗稀释至1×109cell/mL,得到植物病原细菌菌液。本试验所用植物病原细菌见表1。

将20μL植物病原细菌菌液滴到CFL固体培养基(10mM MOPS,pH 7.6,1mM KH2PO4,8mM MgSO4,0.2g/L(NH4)2SO4,0.2g/L柠檬酸钠,0.2g/L丙酮酸钠,0.1g/L酪胨,15g/L琼脂,溶剂为水)上,待干燥后,在其边缘处滴加1μL粘细菌墨汁混合液(粘细菌菌液与墨汁按体积比2:1混匀),使两个菌落边缘相距约3mm。将平板置于30℃培养,3、5、7、9d后观察捕食现象。结果如图1、2、3所示,从图1-3可以看出,Myxococcus sp.e-3-1能够捕食Rhizobium radiobacter GIM 1.274,Pseudomonas syringae GIM 1.330,Acidovorax avenae subsp avenae JCM 20985,Rhodococcus fascians NBRC 12155,Burkholderia cepacia GIM 1.450,Curtobacterium flaccumfaciens GIM 1.343,Erwinia persicina GIM 1.331,Arthrobacter ilicis JCM 12267,Erwinia chrysanthemi GIMT 1.178,Pantoea stewartii subsp.stewartii LMG 2715,Ralstonia solanacearum GIM 1.70,Rhizobacter dauci DSM 11587,Sphingomonas suberifaciens JCM 8521,Xanthomonas campestris JCM 20466,Xylella fastidiosa subsp.fastidiosa LMG 17159,Streptomyces scabiei JCM 7914,Bacillus megaterium GIM1.270,Clavibacter michiganensis JCM1370;Polyangium sp.8#-3能够捕食Rhizobium radiobacter GIM 1.274,Pseudomonas syringae GIM 1.330,Acidovorax avenae subsp avenae JCM 20985,Rhodococcus fascians NBRC 12155,Curtobacterium flaccumfaciens GIM 1.343,Arthrobacter ilicis JCM 12267,Erwinia chrysanthemi GIMT 1.178,Pantoea stewartii subsp.stewartii LMG 2715,Ralstonia solanacearum GIM 1.70,Rhizobacter dauci DSM 11587,Sphingomonas suberifaciens JCM 8521,Xanthomonas campestris JCM 20466,Xylella fastidiosa subsp.fastidiosa LMG 17159,Streptomyces scabiei JCM 7914,Bacillus megaterium GIM1.270,Clavibacter michiganensis JCM1370;Cystobacter sp.XJ9-1能够捕食Rhizobium radiobacter GIM 1.274,Pseudomonas syringae GIM 1.330,Acidovorax avenae subsp avenae JCM 20985,Rhodococcus fascians NBRC 12155,Curtobacterium flaccumfaciens GIM 1.343,Erwinia persicina GIM 1.331,Arthrobacter ilicis JCM 12267,Erwinia chrysanthemi GIMT 1.178,Pantoea stewartii subsp.stewartii LMG 2715,Ralstonia solanacearum GIM 1.70,Rhizobacter dauci DSM 11587,Sphingomonas suberifaciens JCM 8521,Xanthomonas campestris JCM 20466,Xylella fastidiosa subsp.fastidiosa LMG 17159,Streptomyces scabiei JCM 7914,Bacillus megaterium GIM1.270,Clavibacter michiganensis JCM1370;。

表1植物病原细菌及诱发的病害

实施例2:粘细菌的代谢产物对植物病原细菌(桃色欧文氏菌)的抑制作用研究

在VY/2培养基(5g安琪活性酵母,加水煮沸10min,待冷却后加入1g MgSO4,1g CaCl2,调pH至7.4,定容至1L,高温湿热灭菌,使用前加入0.5mg维生素B12)中分别接种三株粘细菌Myxococcus sp.GIMe-3-1,Polyangium sp.8#-3和Cystobacter sp.XJ9-1,150rpm,30℃培养7d,4000rpm离心,分别收集菌体和发酵液上清。发酵液用等体积的乙酸乙酯萃取12h,萃取液旋转蒸发后,用甲醇溶解萃取物,得到发酵液萃取物。菌体用丙酮浸泡后超声破碎,然后用乙酸乙酯萃取12h,萃取液旋转蒸发后,用甲醇溶解萃取物,得到菌体破碎液萃取物。发酵液萃取物和菌体破碎液萃取物用甲醇分别溶解成50mg/mL和100mg/mL浓度。接种植物病原细菌到NA液体培养基150rpm,30℃培养到对数期。将对数期的植物病原细菌(桃色欧文氏菌)溶液按体积比1:100比例与50℃左右的NA琼脂培养基(液体状态)混合,摇匀后每个平皿加20mL。在平板上粘附已滴加5μL不同浓度的发酵液萃取物溶液或菌体破碎液萃取物溶液的6mm直径滤纸片。37℃培养24~36h后测定抑菌圈直径。三株粘细菌粗提物对桃色欧文氏菌的抑制效果见表1。

表1.三株粘细菌粗提物对桃色欧文氏菌的抑菌圈直径

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201611095485.2 (22)申请日 2016.12.01 (83)生物保藏信息 GDMCC No.60120 2016.11.25 GDMCC No.60122 2016.11.25 GDMCC No.60121 2016.11.25 (71)申请人 广东省微生物研究所 (广东省微生 物分析检测中心) 地址 510070 广东省广州市先烈中路100号 大院56号 申请人 广东博沃特生物科技有限公司 (72)发明人 李安章朱红惠张鲜姣姚青 (74)专利代理机构 广州科粤专。

2、利商标代理有限 公司 44001 代理人 刘明星 (51)Int.Cl. C12N 1/20(2006.01) A01N 63/00(2006.01) A01P 1/00(2006.01) C12R 1/01(2006.01) (54)发明名称 粘细菌在制备捕食和抑制植物病原细菌的 药物中的应用 (57)摘要 本发明公开了粘细菌在制备捕食和抑制植 物病原细菌的药物中的应用。 本发明的粘细菌 Myxococcussp.e-3-1, Polyangiumsp.8#-3, Cystobactersp.XJ9-1, 它们一方面能捕食和裂 解多种植物病原细菌, 另一方面能产生抑制桃色 欧文氏菌的活性天然。

3、产物, 具有重要的应用价 值。 本发明的粘细菌Myxococcussp.e-3-1, Polyangiumsp.8#-3, Cystobactersp.XJ9-1可 以在生物防治和药物开发等方面的应用。 权利要求书1页 说明书7页 附图3页 CN 106967631 A 2017.07.21 CN 106967631 A 1.粘细菌Myxococcus sp.e-3-1, Polyangium sp.8#-3或Cystobacter sp.XJ9-1在制 备防治植物病原细菌药物中的应用。 2.根据权利要求1所述的应用, 其特征在于, 当为粘细菌Myxococcus sp.e-3-1时, 所述 。

4、的防治植物病原细菌药物是防治Rhizobium radiobacter GIM 1.274, Pseudomonas syringae GIM1.330, Acidovorax avenae subsp avenae JCM 20985, Rhodococcus fascians NBRC 12155, Burkholderia cepacia GIM 1 .450, Curtobacterium flaccumfaciens GIM 1.343, Erwinia persicina GIM 1.331, Arthrobacter ilicis JCM 12267, Erwinia chrys。

5、anthemi GIMT 1.178, Pantoea stewartii subsp.stewartii LMG 2715, Ralstonia solanacearum GIM 1.70, Rhizobacter dauci DSM 11587, Sphingomonas suberifaciens JCM 8521, Xanthomonas campestris JCM 20466, Xylella fastidiosa subsp.fastidiosa LMG 17159, Streptomyces scabiei JCM 7914, Bacillus megaterium GIM1.。

6、270或Clavibacter michiganensis JCM1370的药物。 3.根据权利要求1所述的应用, 其特征在于, 当为粘细菌Polyangium sp.8#-3时, 所述 的防治植物病原细菌药物是防治Rhizobium radiobacter GIM 1.274, Pseudomonas syringae GIM 1.330, Acidovorax avenae subsp avenae JCM 20985, Rhodococcus fascians NBRC 12155, Curtobacterium flaccumfaciens GIM 1.343, Arthrobacte。

7、r ilicis JCM 12267, Erwinia chrysanthemi GIMT 1 .178, Pantoea stewartii subsp.stewartii LMG 2715, Ralstonia solanacearum GIM 1.70, Rhizobacter dauci DSM 11587, Sphingomonas suberifaciens JCM 8521, Xanthomonas campestris JCM 20466, Xylella fastidiosa subsp.fastidiosa LMG 17159, Streptomyces scabiei J。

8、CM 7914, Bacillus megaterium GIM1.270或Clavibacter michiganensis JCM1370的药物。 4.根据权利要求1所述的应用, 其特征在于, 当为粘细菌Cystobacter sp.XJ9-1时, 所 述的防治植物病原细菌药物是防治Rhizobium radiobacter GIM 1.274, Pseudomonas syringae GIM1.330, Acidovorax avenae subsp avenae JCM 20985, Rhodococcus fascians NBRC 12155, Curtobacterium fl。

9、accumfaciens GIM 1.343, Erwinia persicina GIM 1.331, Arthrobacter ilicis JCM 12267, Erwinia chrysanthemi GIMT 1.178, Pantoea stewartii subsp.stewartii LMG 2715, Ralstonia solanacearum GIM 1.70, Rhizobacter dauci DSM 11587, Sphingomonas suberifaciens JCM 8521, Xanthomonas campestris JCM 20466, Xylell。

10、a fastidiosa subsp.fastidiosa LMG 17159, Streptomyces scabiei JCM 7914, Bacillus megaterium GIM1.270或Clavibacter michiganensis JCM1370的药物。 5.粘细菌Myxococcus sp.e-3-1, Polyangium sp.8#-3或Cystobacter sp.XJ9-1在制 备抑制桃色欧文氏菌的药物中的应用。 6.粘细菌Myxococcus sp.e-3-1, 其保藏号为: GDMCC No.60120。 7.粘细菌Polyangium sp.8#-3, 其。

11、保藏号为: GDMCC No.60122。 8.粘细菌Cystobacter sp.XJ9-1, 其保藏号为: GDMCC No.60121。 权利要求书 1/1 页 2 CN 106967631 A 2 粘细菌在制备捕食和抑制植物病原细菌的药物中的应用 技术领域: 0001 本发明属于微生物学、 生物防治、 天然产物化学和药物学领域, 具体涉及三株能捕 食和抑制植物病原细菌的粘细菌, 以及在制备捕食和抑制植物病原细菌的药物中的应用。 背景技术: 0002 植物病害危害农业生产, 造成经济损失, 其防治研究具有重要意义。 生物防治技术 具有不污染环境、 对人和其他生物安全性好、 防治作用持久、。

12、 无残留、 对病害的杀伤特异性 强、 易于同其他防治措施协调配合、 节约能源等优点, 因而具有广阔的发展前途。 当今世界, 人们对环境保护日益重视, 对 “无公害产品” 需求不断提高, 符合农业可持续发展要求的生 物防治技术逐渐成为研究热点和重要方向。 0003 迄今为止, 研究者已筛选到大量具有抑制植物病原菌效果的拮抗菌株, 包括芽孢 杆菌、 链霉菌、 假单胞杆菌、 类芽孢杆菌、 木霉菌等。 这些菌株的主要生防机制是在生长代谢 过程中产生多种拮抗病原菌的抗生素类物质、 毒素、 细菌素、 蛋白质类抗菌物质等, 达到抑 制或杀灭病原菌的效果。 由于次级代谢产物的产生受环境因素影响较大, 这类拮抗。

13、菌株在 田间施用时往往面临防效不稳定、 持久性差等问题。 0004 在虫害或动物病害的生物防治中, 利用天敌和捕食关系是主要的生防机制和研究 方向, 已报道了大量成功案例。 微生物中也存在一些捕食者(micropredator) , 如 Lysobacter、 Bdellovibrio、 Bacteriovorax、 Daptobacter、 Bacteroidetes和Myxococcales (粘细菌目)等。 0005 近年来, 微生物捕食者及其捕食作用引起了越来越多的关注。 学界认为, 上述微生 物捕食者都是有潜力的生防菌。 但是, 目前对微生物捕食者在生物防治方面的应用潜力研 究并不多。

14、。 0006 粘细菌(myxobacteria)可滑行运动, 具有复杂多细胞形态发生过程、 独特的细胞 间信号传递系统、 显著的社会性行为特征。 近来, 人们逐渐认识到, 相比单纯的微生物捕食 者如Bdellovibrio或Bacteriovorax, 粘细菌在生物防治方面具有更大优势, 因为粘细菌具 有多重生防机制。 0007 1 .粘细菌是微生物中的捕食者。 大多数粘细菌能通过独特的狼群式群体行为 (wolf-pack)和滑行运动来主动捕食其他活的微生物, 包括细菌、 真菌、 酵母、 藻类等, 用来 满足自身的营养需求。 粘细菌的捕食范围相当广泛, 其对被捕食菌的偏爱性一般体现在很 大的分。

15、类单位如门和纲的层次, 无视同一种细菌的生理分化, 具有重要的生物防治意义, 有 可能解决某些病原菌菌系差异大等防治难题。 0008 2.粘细菌是原核生物中仅次于放线菌的第二大抗生素产生菌, 能产生丰富多样、 结构新颖的次级代谢产物, 在药物开发、 生物农药和生态治理等方面具有广泛的应用潜力。 研究认为, 能够产生抗生素等次级代谢产物的微生物都是大有希望的生物防治因子, 如芽 孢杆菌、 链霉菌、 假单胞杆菌等。 最近发现, 粘细菌分泌的天然活性产物往往作为捕食工具 或武器参与了其捕食过程。 说明书 1/7 页 3 CN 106967631 A 3 0009 3.粘细菌抗逆性强。 粘细菌具有营养。

16、细胞和粘孢子(myxospore)两种形态, 在环境 条件恶劣时, 可以形成抗逆性很强的粘孢子, 抵抗营养缺乏、 酸碱、 干燥、 寒冷、 炎热和辐射 等外部环境, 这使得粘细菌可以在很多极端环境中长期生存。 0010 4.粘细菌偏爱土壤、 朽木、 树皮、 食草哺乳动物的粪便以及腐烂的地衣等基质, 在 这些环境中具备良好的稳定性和竞争力。 粘细菌是土壤中广泛分布的土著菌, 多样性和丰 度都很高。 大量研究表明, 是否具有优良的竞争力和定殖力, 是生防菌能否长期稳定地发挥 生防效果的关键。 因此, 粘细菌强大的定殖能力和抗逆性对生物防治具有巨大优势。 0011 5.粘细菌能够控制土壤中其他菌群的数。

17、量, 维持土壤微生态平衡。 研究表明, 粘细 菌存在于各种生境中, 影响着周围其他细菌的菌落特征。 作为微生物捕食者, 粘细菌像动物 食物链中的捕食者一样, 能随着被捕食者的数量变化而动态变化。 土壤微生物群落结构是 动态平衡的。 如果这种平衡被打破, 病原菌数量激增, 土传病害就会发生。 研究表明, 改善土 壤微生态平衡、 改良微生物群落结构、 提高微生物多样性等措施对很多植物病害有防治作 用。 0012 6.粘细菌是土壤有机物代谢的重要参与者, 在地球生物圈的物质循环中扮演着重 要的角色。 粘细菌能够分泌丰富的胞外裂解酶类, 降解土壤中的生物量和大分子有机物等, 可以增加植物可吸收的有效养。

18、分, 促进作物生长, 减少农作物病虫害发生, 有利于发展生态 有机农业。 很多研究已经证明, 施用堆肥或有机肥等改良土壤肥力的措施对植物病害具有 良好的防治效果, 是植物病害防治的研究方向之一。 0013 然而, 虽然具有重要生防潜力, 但目前粘细菌在生物防治方面的研究和应用不多。 在国内, 尚无将粘细菌用于生物防治的报道。 在国外, 从上世纪70年代开始, 陆续有人开展 粘细菌防治植物病原微生物的研究。 0014 1972年, Hocking等发现, 在平板实验中, 3株粘细菌都能不同程度地裂解分别属于 Pythium intermedium,Rhizoctonia solani,Fusar。

19、ium oxysporum和F.solani的6株植物 病原真菌; 盆栽实验时, 将这些粘细菌接种于栽培土中可以有效地减轻上述病原真菌引起 的立枯病和病死率, 还发现这些粘细菌在栽培土中定殖效应良好。 1984年, Geyer等将 Ustilago maydis的担孢子铺在水琼脂平板上, 然后从玉米田土壤中诱导分离到两种能产 生捕食空斑的物种, 一种是阿米巴原虫, 另一种即为粘细菌, 这两种物种同时也能够在栽培 土中控制U .maydis的数量。 1984年, Homma将Rhizoctonia solani的色素菌丝和 Cochliobolus miyabeanus的分生孢子加入到土壤中, 。

20、4周后发现这两株真菌的繁殖体被裂 解; 在扫描电镜下, 病原真菌繁殖体上存在大量深浅不一的穿孔和蚀刻; 从Cochliobolus miyabeanus的菌丝和分生孢子中分离到一株粘细菌Polyangium spp., 并证实该粘细菌能 引起上述捕食和裂解现象。 2001年, Taylor等发现, 相邻接种时, 粘细菌Nannocystis exedens可以抑制Aspergillus flavus和A.parasiticus等三株曲霉属真菌; 重叠接种时, 粘细菌N.exedens则可以捕食和裂解这些真菌的孢子、 发芽孢子、 菌丝、 菌核等。 2002年, Bull等发现所研究的6株粘细菌对。

21、8株植物病原真菌Cylindrocarpon spp.、 Fusarium oxysporum f.sp.apii、 Phytophthora capsici、 Pythium ultimum、 Rhizoctonia spp.、 Sclerotinia minor、 Verticillium alboatrum和V.dahliae均具有裂解和捕食效果。 2006 年, Bull等又报道了采用粘细菌防治Sclerotinia minor引起的生菜菌核病。 2011年, Kim等 发现一株粘细菌(Myxococcus)能利用自身的捕食作用和其活性产物的拮抗作用双重机制 说明书 2/7 页 4 C。

22、N 106967631 A 4 来防治三种致病菌Botrytis cinerea,Colletotrichum acutatum和Pyricularia grisea; 盆栽试验中, 该粘细菌对辣椒炭疽病的防治效果显著优于杀真菌药物二噻农。 2015年, Dahm 等从森林土壤中分离到30株粘细菌并测试了它们对森林主要病害真菌的防治效果, 发现这 些粘细菌裂解和抑制4种常见森林病害真菌Rhizoctonia solani、 Fusarium oxysporum、 F.culmorum和Cylindrocarpon destructans; 盆栽实验表明, 其中一些粘细菌能保护苗木 免于R.so。

23、lani侵害, 还证明这些粘细菌在盆栽土壤中具有良好的定殖能力。 0015 目前, 国内外对于粘细菌的生物防治作用研究不多, 上述报道基本囊括了所有公 开发表的论文。 可以看出, 某些粘细菌对多种植物病原真菌具有捕食和抑制作用, 对这些病 原真菌引起的植物病害也表现出防治作用。 另外, 作为抗逆性强的土壤土著菌, 粘细菌用于 土壤中表现出良好的定植能力。 目前粘细菌防治植物病害的研究主要集中在植物病原真菌 方面。 这是因为真菌是最常见的植物病原微生物, 真菌性病害约占植物病害的70-80。 事 实上, 粘细菌对细菌的捕食和拮抗效果更佳。 因此, 粘细菌防治植物细菌性病害的潜力值得 期待, 相关。

24、研究亟需加强。 发明内容: 0016 本发明提供了三株粘细菌Myxococcus sp .e-3-1, Polyangium sp .8#-3, Cystobacter sp.XJ9-1在制备捕食和抑制植物病原细菌药物中的应用。 0017 本发明的粘细菌Myxococcus sp.e-3-1, 其于2016年11月25日保藏于广东省微生 物菌种保藏中心(中国广州市先烈中路一百号省微生物所实验楼五楼), 其保藏号为: GDMCC No.60120。 0018 本发明的粘细菌Polyangium sp.8#-3, 其于2016年11月25日保藏于广东省微生物 菌种保藏中心(中国广州市先烈中路一百号。

25、省微生物所实验楼五楼), 其保藏号为: GDMCC No.60122。 0019 本发明的粘细菌Cystobacter sp.XJ9-1, 其于2016年11月25日保藏于广东省微生 物菌种保藏中心(中国广州市先烈中路一百号省微生物所实验楼五楼), 其保藏号为: GDMCC No.60121。 0020 本发明通过实验发现粘细菌Myxococcus sp.e-3-1, Polyangium sp.8#-3, Cystobacter sp.XJ9-1能够捕食多种植物病原细菌, 还能够产生抑制桃色欧文氏菌的活性 天然产物。 0021 因此, 本发明提供了粘细菌Myxococcus sp.e-3-1。

26、, Polyangium sp.8#-3, Cystobacter sp.XJ9-1在抑制桃色欧文氏菌及该菌导致的防治植物软腐病方面的应用潜 力。 (将这三种粘细菌及其天然产物开发做抑制桃色欧文氏菌及该病原菌导致的植物软腐 病的生物农药)。 0022 本发明还提供了粘细菌Myxococcus sp .e-3-1, Polyangium sp .8#-3, Cystobacter sp.XJ9-1在制备抑制桃色欧文氏菌的药物中的应用。 0023 本发明的粘细菌Myxococcus sp.e-3-1, Polyangium sp.8#-3, Cystobacter sp.XJ9-1, 它们一方面能。

27、捕食和裂解多种植物病原细菌, 另一方面能产生抑制桃色欧文氏 菌的活性天然产物, 具有重要的应用价值。 本发明的粘细菌Myxococcus sp.e-3-1, Polyangium sp.8#-3, Cystobacter sp.XJ9-1可以在生物防治和药物开发等方面的应用。 说明书 3/7 页 5 CN 106967631 A 5 0024 本发明的粘细菌Myxococcus sp.e-3-1其于2016年11月25日保藏于广东省微生物 菌种保藏中心(中国广州市先烈中路一百号省微生物所实验楼五楼), 其保藏号为: GDMCC No.60120。 0025 本发明的粘细菌Polyangium 。

28、sp.8#-3其于2016年11月25日保藏于广东省微生物 菌种保藏中心(中国广州市先烈中路一百号省微生物所实验楼五楼), 其保藏号为: GDMCC No.60122。 0026 本发明的粘细菌Cystobacter sp.XJ9-1其于2016年11月25日保藏于广东省微生 物菌种保藏中心(中国广州市先烈中路一百号省微生物所实验楼五楼), 其保藏号为: GDMCC No.60121。 附图说明 0027 图1是Myxococcus sp.e-3-1对植物病原细菌的捕食效果; 0028 图2是Polyangium sp.8#-3对植物病原细菌的捕食效果; 0029 图3是Cystobacter。

29、 sp.XJ9-1对植物病原细菌的捕食效果。 具体实施方式: 0030 以下实施例是对本发明的进一步说明, 而不是对本发明的限制。 0031 实施例1: 0032 本发明的粘细菌Myxococcus sp.e-3-1、 Polyangium sp.8#-3来源于新疆阿克苏 盐碱地土壤。 0033 本发明的粘细菌Cystobacter sp.XJ9-1来源于越南潭道国家公园内原始森林土 样。 0034 实施例2: 0035 分别接种粘细菌Myxococcus sp.e-3-1, Polyangium sp.8#-3, Cystobacter sp.XJ9-1到CYE培养液(10mM MOPS, 。

30、10g/L酪蛋白胨, 5g/L酵母提取物, 8mM MgSO4, 溶剂为 水, PH 7.6), 150rpm、 30培养3d, 而后用MMC缓冲液(10mM MOPS, 4mM MgSO4, 2mM CaCl2, 溶 剂为水, PH 7.6)冲洗稀释至11011cell/ml, 得到粘细菌菌液。 0036 分别接种各植物病原细菌(Rhizobium radiobacter GIM 1.274, Pseudomonas syringae GIM 1.330, Acidovorax avenae subsp avenae JCM 20985, Rhodococcus fascians NBRC 。

31、12155, Burkholderia cepacia GIM 1 .450, Curtobacterium flaccumfaciens GIM 1.343, Erwinia persicina GIM 1.331, Arthrobacter ilicis JCM 12267, Erwinia chrysanthemi GIMT 1.178, Pantoea stewartii subsp.stewartii LMG 2715, Ralstonia solanacearum GIM 1 .70, Rhizobacter dauci DSM 11587, Sphingomonassuberif。

32、aciens JCM 8521, Xanthomonas campestris JCM 20466, Xylellafastidiosasubsp.fastidiosa LMG 17159, Streptomyces scabiei JCM 7914, Bacillus megaterium GIM1.270, Clavibacter michiganensis JCM1370)到NA培养基中, 150rpm、 30培养到对数期, 而后用MMC缓冲液冲洗稀释至1109cell/mL, 得到植物病原细 菌菌液。 本试验所用植物病原细菌见表1。 0037 将20 L植物病原细菌菌液滴到CFL固体培。

33、养基(10mM MOPS, pH 7.6, 1mM KH2PO4, 说明书 4/7 页 6 CN 106967631 A 6 8mM MgSO4, 0.2g/L(NH4)2SO4,0.2g/L柠檬酸钠, 0.2g/L丙酮酸钠, 0.1g/L酪胨, 15g/L琼脂, 溶剂为水)上, 待干燥后, 在其边缘处滴加1 L粘细菌墨汁混合液(粘细菌菌液与墨汁按体积 比2: 1混匀), 使两个菌落边缘相距约3mm。 将平板置于30培养, 3、 5、 7、 9d后观察捕食现象。 结果如图1、 2、 3所示, 从图1-3可以看出, Myxococcus sp.e-3-1能够捕食Rhizobium radioba。

34、cter GIM 1.274, Pseudomonas syringae GIM 1.330, Acidovorax avenae subsp avenae JCM 20985, Rhodococcus fascians NBRC 12155, Burkholderia cepacia GIM 1.450, Curtobacterium flaccumfaciens GIM 1.343, Erwinia persicina GIM 1.331, Arthrobacter ilicis JCM 12267, Erwinia chrysanthemi GIMT 1.178, Pantoea ste。

35、wartii subsp.stewartii LMG 2715, Ralstonia solanacearum GIM 1 .70, Rhizobacter dauci DSM 11587, Sphingomonas suberifaciens JCM 8521, Xanthomonas campestris JCM 20466, Xylella fastidiosa subsp.fastidiosa LMG 17159, Streptomyces scabiei JCM 7914, Bacillus megaterium GIM1.270, Clavibacter michiganensis。

36、 JCM1370; Polyangium sp.8#-3能够捕食Rhizobium radiobacter GIM 1.274, Pseudomonas syringae GIM 1.330, Acidovorax avenae subsp avenae JCM 20985, Rhodococcus fascians NBRC 12155, Curtobacterium flaccumfaciens GIM 1.343, Arthrobacter ilicis JCM 12267, Erwinia chrysanthemi GIMT 1.178, Pantoea stewartii subsp。

37、.stewartii LMG 2715, Ralstonia solanacearum GIM 1 .70, Rhizobacter dauci DSM 11587, Sphingomonas suberifaciens JCM 8521, Xanthomonas campestris JCM 20466, Xylella fastidiosa subsp.fastidiosa LMG 17159, Streptomyces scabiei JCM 7914, Bacillus megaterium GIM1.270, Clavibacter michiganensis JCM1370; Cy。

38、stobacter sp.XJ9-1能够捕食Rhizobium radiobacter GIM 1.274, Pseudomonas syringae GIM 1.330, Acidovorax avenae subsp avenae JCM 20985, Rhodococcus fascians NBRC 12155, Curtobacterium flaccumfaciens GIM 1.343, Erwinia persicina GIM 1.331, Arthrobacter ilicis JCM 12267, Erwinia chrysanthemi GIMT 1.178, Pant。

39、oea stewartii subsp.stewartii LMG 2715, Ralstonia solanacearum GIM 1.70, Rhizobacter dauci DSM 11587, Sphingomonas suberifaciens JCM 8521, Xanthomonas campestris JCM 20466, Xylella fastidiosa subsp.fastidiosa LMG 17159, Streptomyces scabiei JCM 7914, Bacillus megaterium GIM1.270, Clavibacter michiga。

40、nensis JCM1370; 。 0038 表1植物病原细菌及诱发的病害 说明书 5/7 页 7 CN 106967631 A 7 0039 0040 实施例2: 粘细菌的代谢产物对植物病原细菌(桃色欧文氏菌)的抑制作用研究 0041 在VY/2培养基(5g安琪活性酵母, 加水煮沸10min, 待冷却后加入1g MgSO4,1g CaCl2, 调pH至7.4, 定容至1L, 高温湿热灭菌, 使用前加入0.5mg维生素B12)中分别接种三株 粘细菌Myxococcus sp.GIMe-3-1, Polyangium sp.8#-3和Cystobacter sp.XJ9-1, 150rpm, 3。

41、0培养7d, 4000rpm离心, 分别收集菌体和发酵液上清。 发酵液用等体积的乙酸乙酯萃取 12h, 萃取液旋转蒸发后, 用甲醇溶解萃取物, 得到发酵液萃取物。 菌体用丙酮浸泡后超声破 碎, 然后用乙酸乙酯萃取12h, 萃取液旋转蒸发后, 用甲醇溶解萃取物, 得到菌体破碎液萃取 物。 发酵液萃取物和菌体破碎液萃取物用甲醇分别溶解成50mg/mL和100mg/mL浓度。 接种植 物病原细菌到NA液体培养基150rpm, 30培养到对数期。 将对数期的植物病原细菌(桃色欧 文氏菌)溶液按体积比1:100比例与50左右的NA琼脂培养基(液体状态)混合, 摇匀后每个 平皿加20mL。 在平板上粘附已滴加5 L不同浓度的发酵液萃取物溶液或菌体破碎液萃取物 溶液的6mm直径滤纸片。 37培养2436h后测定抑菌圈直径。 三株粘细菌粗提物对桃色欧 文氏菌的抑制效果见表1。 0042 表1.三株粘细菌粗提物对桃色欧文氏菌的抑菌圈直径 说明书 6/7 页 8 CN 106967631 A 8 0043 说明书 7/7 页 9 CN 106967631 A 9 图1 说明书附图 1/3 页 10 CN 106967631 A 10 图2 说明书附图 2/3 页 11 CN 106967631 A 11 图3 说明书附图 3/3 页 12 CN 106967631 A 12 。

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