《產酶溶桿菌新菌株SNNU513胞外抗植物病原菌活性物質研究》是依託陝西師範大學，由崔浪軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：產酶溶桿菌新菌株SNNU513胞外抗植物病原菌活性物質研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：崔浪軍
- 依託單位：陝西師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
利用生防菌和生物農藥逐步取代化學農藥防治病害是現代農業重點發展的方向之一。前期我們從秦嶺30餘種藥用植物中蒐集、分離到100多株高活性內生菌，抗菌活性篩選出1株能抗30餘種植物病原菌、尤其對灰黴菌、疣孢霉和水稻紋枯菌有很強抗性的生防細菌，系統鑑定為產酶溶桿菌（L.enzy mogenes）新菌株，前期研究表明該菌株胞外抗菌物質主要為抗菌肽和小分子化合物。為此，本項目擬規模化發酵培養該菌株；利用活性追蹤手段，綜合運用HPLC等分離方法和波譜手段，發現高活性小分子化合物，初步探討化合物的構效關係；採用超濾、凝膠過濾、離子交換層析、反相色譜等方法分離抗菌肽，質譜法測定胺基酸序列，結合雙向電泳、生物信息學、殺菌動力學等信息，明確抗菌肽理化性質。通過本項目的研究，有望發現系列廣譜抗植物病原菌的活性先導化合物，為新型生物農藥的研發提供備選化合物支持，並為我國研究或挖掘生物農藥資源提供新菌種和新思路。
結題摘要
Lysobacter sp. SNNU513作為一個極具套用前景的新型生防菌株，能拮抗30餘種植物病原菌，已保藏於中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心（專利保藏號：CGMCC No.8375）和美國菌種保藏中心 (保藏號：ATCC BAA-2621)。前期工作表明，該菌胞外抗菌物質主要為蛋白質類與小分子化合物，但具體物質尚不清楚。本項目主要完成了四方面內容：（1）以LB為基礎培養基，採用單因素、正交實驗、回響面實驗確定了最優發酵培養基與發酵工藝。最佳化後的培養基中SNNU 513生長速度更快、菌體數量更多，同等體積發酵液胞外蛋白質的抑菌活性和含量更高。最佳化前、後細菌胞外蛋白質分別為646、695種，二者共有蛋白質471種，其中具有潛在抗菌活性蛋白質共9類。最佳化後共有224種新蛋白表達，其中具有潛在抗菌活性蛋白4類。（2）胞外次生代謝物中分離到苯丙氨酸、鼠李糖、鳥嘌呤、2,5-二酮哌嗪類二肽等小分子化合物。（3）分離鑑定了胞外活性蛋白質。經雙向電泳法全面了解SNNU513胞外分泌蛋白分子量與等電點分布範圍的基礎上，依次通過沉澱、超濾、凝膠過濾等手段，共獲得5個活性蛋白質：裂解轉糖基酶、可溶性溶胞壁質轉糖基酶、絲氨酸蛋白酶、α-水解蛋白酶、β-水解蛋白酶。除此之外，研究發現SNNU513能分泌更多的活性酶蛋白，但用常規手段分離易失活且分離成本高昂，而用工程菌原核表達將更快捷、高效、經濟。基於此，我們完成了該菌株的基因組草圖與胞內外蛋白質組學，全面獲得了SNNU513的基因組信息與蛋白質信息，並對胞外潛在活性分泌蛋白14類中的6個蛋白進行了原核表達，全面研究了這些酶蛋白的理化性質。（4）Lysobacter sp. SNNU513套用研究。將gfp標記的Lysobacter sp. SNNU513導入玉米與丹參，發現該菌株不僅能在二者根系定殖，還可以提高宿主的抗病能力。SNNU513與蘋果乾腐病原菌拮抗實驗表明， SNNU513能使病原菌菌體破碎，進而降解病原菌。目前基於Lysobacter sp. SNNU513的生物殺菌劑已在實驗室溫室初步試用。在項目實施完成過程中，共培養了5名碩士研究生，發表了SCI文章2篇，中文核心2篇，申請專利1項。整體來說，本項目研究達到了預期目標。該項目的完成為Lysobacter sp. SNNU513的套用奠定了理論依據。
