青霉TS67菌株活性产物的抗真菌作用

微生物学通报Microbiology

tongbao@im.ac.cn

SEP20,2008,35(9):1404-1408

Microbiology.CAS

@2008byInstituteof

青霉TS67菌株活性产物的抗真菌作用

王淑媛王素英‘涂敏勤

(天津商业大学生物技术与食品科学学院天津市食品生物技术重点实验室

天津300134)

摘要:本文初步探讨了青霉TS67(Penicillumsp.)的发酵活性产物对植物病原真菌的抑制作用机理,实验结果表明,用其50%的发酵液分别处理玉蜀黍平脐蠕孢菌(Bipolarismaydis)和大豆尖孢镰刀茵(Fusariumoxysporum)120h后,菌丝生长的抑制率分别为77.78%和70.30%,对孢子产生的抑制率分别达58.8%和73.5%:同时发现用50%发酵液处理病原茵的无性繁殖孢子12h后,孢子萌发抑制率分另0迭78.3%和62.O%。经显微镜观察抗菌活性物质处理后的菌丝体,发现菌丝体表面瘤状畸形、菌丝生长顶端不规则膨胀、内部发生原生质浓缩,初步推测青霉TS67主要通过影响植物病原真菌的细胞壁而实现抑制作用。关键词:抑菌活性,机理

TheAntifungal

Mechanism

WANG

ofBioactive

Metabolites

ProducedbyPenicillumsp.TS67

WANG

Shu—Yuan

Su.Ying+TU

University

Min—Qin

(CollegeofBiotechno肠删andFoodScience,TmnfinofCommerce,Tmnjin300134)

Abstract:TheantifungalmechanismoftheTS67(Penicillumsp.)producingbioactivemetaboliteswasin—vestigatedinthisBipolarism鲫d主s

paper.The

and

test

indicatedthatmycefiagrowth,sporesformingand

sporesgerminationof

Fusariumoxysporum

Can

beinhibitiedbymetabolites,after50%fermentationbroth

can

acting120hours,theinhibitionrateofhyphalgrowthsporesformingalsoarrivedat58.8%,73.5%;under

rate

reachabout77.78%,70.30%,theinhibitionrateof

brothacting12hours,theinhibition

50%fermentation

of

sporesgermination

were

upto78.3%,62.0%,themycefiaunderactivitymetabolitesconditoinsalsogrowingpointexpandingirregularly,protoplasmiccondesing,etc.Basedconclusionthatactivitymetabolites

on

showedsurfacenodulationand

alltheseresults.wemaydrawmaybetargetatfungalcellwall.

Keywords:Antifungalactivity,Mechanism

随着现代农业的发展及人类对保护环境和生态认识的提高,作为生物防治重要内容的微生物农药,因具有来源广、成本低、易于降解、残留小、毒性低等特点,成为开发农用抗生素的重要途径和发展

方向‘¨。人们已经认识到海洋这一特殊生境造就了微生物种类及代谢途径特异性,可以产生大量有价值的完全不同于陆地微生物的新颖生物活性物质,海洋微生物将是今后获得新的农用抗生素的重要资

基金项目:天津市高等学校科技发展基金项目(No.2004zd20)

。通讯作者:Tel:022—81720629;Fax:022.26675780;函:wsying@tjcu.edu.cn收稿日期:2008.01.17:接受日期:2008.03.21

王淑媛等:青霉T867菌株活性产物的抗真菌作用

源[2,31。我国利用海洋微生物代谢产物研制农用抗生素的研究刚刚起步,且主要集中在黄海和东海海域。青霉TS67(Penicillumsp.)分离自渤海近海海域水样,对玉蜀黍平脐蠕孢菌(Bipolarismaydis)和大豆尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)具有很强的抑制作用,本实验拟在细胞水平上初步探讨该菌株发酵活性产物的抑菌机理。为该菌株的开发利用提供理论指导。

l材料与方法

1.1实验材料

1.1.1菌种:青霉TS67(Penicillumsp.)菌株分离自渤海近海海域水样。

植物病原真菌:玉蜀黍平脐蠕孢菌(Bipolarismaydis)、大豆尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)为本实验室的保藏菌种。

1.1.2培养基:PDA固体培养基,PDA液体培养基见参考文献[4】。

海洋真菌发酵培养基:葡萄糖10g,蛋白胨2g,

酵母膏1g,蒸馏水400mL,人工海水600mL。1.2实验方法1.2.1青霉TS67发酵液的制备:将青霉TS67接种在PDA固体培养基上,28℃活化5d,转接至含

50

mL海洋真菌液体培养基的250mL三角瓶中,

28。C、170

r/rain培养4

d一5

d,待发酵液的pH值降

为4.8~5.0时,终止发酵,并将得到的发酵液过滤除去菌丝体,收集上清液用0.22lam微孔滤膜过滤,制成无菌发酵液备用。

1.2.2

对病原真菌菌丝抑制作用的测定一菌落生长

法‘5】:将病原菌在PDA固体平板上培养3d形成单菌落,将发酵液用无菌水稀释成浓度为50%、25%、12.5%的发酵液,然后分别取浓度为100%、50%、25%、12.5%发酵液和融化的500CPDA培养基各

mL立即混匀倒平板,制成含有发酵液浓度为50%、25%、12.5%、6.25%的固体培养基,取直径

mm的菌块分别放于培养基中央,以加相同体积

的无菌水PDA平板为对照,每个浓度重复3次,28℃下培养,每隔24h采用十字交叉法,观察测定菌落直径,直至120h,与对照菌落比较,计算菌丝生长抑制率。公式如下:

抑菌率=(对照菌落直径一处理菌落直径),

对照菌落直径x100%

1405

1.2.3对病原菌形成无性孢子的影响:将上述培养

120

h的病原菌菌落,用打孔器于距菌落边缘

3ram一4

mm处打取菌块,放入试管内加入5mL蒸

馏水,将菌块上的孢子全部洗下,用血球计数板直接计数,每皿取2块,每个菌块计数3次,将6个观察数据平均,作为实验数据。

1.2.4

病原菌无性孢子萌发率的测定一悬滴法【5】:

将病原菌的孢子悬液与不同浓度的发酵液各100止

混合,使发酵液的最终浓度为50%、25%、12.5%、6.25%,将200laL混合液置于凹玻片上,28℃培养

12

h后在光学显微镜下观察孢子萌发的情况,每个

处理重复3次,随机取3个高倍镜视野下(每个视野下约100个孢子)孢子萌发(以芽管长度超过孢子直径一半记为萌发)平均数,与对照比较,计算各处理的孢子萌发抑制率。公式如下:

孢子萌发抑制率=(对照萌发率一处理萌发率),

对照萌发率×100%

1.2.5对病原菌菌丝形态的影响:①将0.2mL病原菌孢子悬液接种到2.8mL的PDA液体培养基中,28℃恒温静止培养24h后,加入3.0mL不同浓度的发酵液使其终浓度分别为50%、25%、12.5%,28℃继续静止培养12h,光学显微镜下观测菌丝形态变化。②将玉蜀黍平脐蠕孢菌在PDA固体平板上培养

d,形成均匀的菌落后用5mm打孔器打取菌落边

缘均一的菌块作接种物,置于含50%发酵液的PDA固体培养基中央,以加相同体积的灭菌水PDA固体培养基为对照,28℃培养,于3d和5d分别取样用扫描电镜观察。

2结果与分析

2.1对菌丝生长的抑制作用

采用菌落生长法,测定了不同浓度的发酵液对玉蜀黍平脐蠕孢菌和大豆尖孢镰刀菌菌丝生长的影响,结果见图1和图2。从图中可以看出:不同浓度的发酵液对两种病原菌菌丝的生长均有一定的抑制作用,且随着发酵液浓度的增加,抑菌效果明显增强。在含6.25%发酵液的PDA平板上,病原菌菌落的大小与对照无明显差异;在含12.5%发酵液的PDA平板上,前24h内菌落扩张较缓慢,48h后随着培养时间的延长,病原菌落直径与对照菌落的差异变小;在含25%发酵液的PDA平板上,病原菌菌落与对照菌落有明显的差异,且扩展缓慢;含50%

1406

微生物学通报

2008,V01.35,No.9

发酵液PDA平板上,病原菌菌落几乎不扩展,48

并且随着发酵液浓度减弱,对两种植物病真菌孢子产生抑制作用逐渐减弱。其中,50%发酵液对玉蜀黍平脐蠕孢菌和大豆尖孢镰刀菌孢子产生抑制率分别达58.8%和73.5%,可见发酵液中的活性产物不仅抑制病原菌菌丝的生长,更重要的是导致其产孢能力的下降,从而使病菌丧失侵染能力。

后开始缓慢扩展,菌落与对照有显著的差异。将图1和图2进行比较,可以看出发酵液对玉蜀黍平脐蠕孢菌菌丝生长的抑制作用大于大豆尖孢镰刀菌,浓度为50%的发酵液处理玉蜀黍平脐蠕孢菌和大豆尖孢镰刀菌120h后,菌丝生长的抑制率分别为

77.78%和70.30%。

图2发酵液对大豆尖孢镰刀菌生长的影响

Fig.2

Effects

on

hyphalgrowthofFusariumoxysporum

图1

Fig.1

发酵液对玉蜀黍平脐蠕孢菌生长的影响

Effects

Oii

hyphalgrowthofBipolarismaydis

孢子萌发实验结果表明:当培养达到12h时。对照组的孢子萌发率比较高,而经不同浓度发酵液处理的病原菌孢子的萌发均受到一定程度的抑制,浓度为50%发酵液对玉蜀黍平脐蠕孢菌和大豆尖孢镰刀菌孢子萌发抑制率分别为78.3%和62.O%,随着发酵液浓度的减少,抑菌作用降低,孢子萌发率上升,浓度为6.25%的发酵液对孢子萌发的抑制作

用不明显。

2.2对病原菌形成无性孢子和孢子萌发的抑制作用

采用直接计数和悬滴法分别测定了青霉TS67发酵液对病原菌无性孢子产生和孢子萌发的影响,实验结果见表l。

由表1可知不同浓度的发酵液对玉蜀黍平脐蠕孢菌和大豆尖孢镰刀菌孢子产生不同程度的影响,

王淑嫒等:青霉TS67菌株活性产物的抗真菌作用

1407

2.3对菌丝形态的影响

2.3.1病原菌菌丝形态变化的光学显微镜观察:用油镜观察青霉TS67菌株对病原菌菌丝形态的影响,发现用12.5%的发酵液处理两种病原真菌12h后,菌丝生长缓慢,有的菌丝停止生长,菌丝表面有突起:用25%发酵液处理12h后,两种病原菌菌丝体表面有许多瘤状畸形,尤其是对菌丝的顶端生长点有较大的影响,菌丝生长顶端严重的不规则膨胀,菌丝体内部出现原生质浓缩的现象:用50%发酵液处理两种病原菌12h后均出现菌丝体断裂,菌丝体表面严重畸形;而未经发酵液处理的玉蜀黍平脐蠕孢菌和大豆尖孢镰刀菌菌丝粗细均匀,菌丝饱满,表面光滑,可见TS67菌株的发酵活性产物一方面破坏细胞壁的结构而使菌丝形态发生显著的变化,另一方面通过影响细胞壁的形成而抑制病原菌的生长。2.3.2病原菌菌丝形态变化的扫描电镜观察:通过

扫描电镜观察发现未经发酵液处理的菌丝粗细均匀,菌丝饱满,表面光滑(见图a),而用发酵液处理过的菌丝较细,表面凹凸不平,菌丝整体粗细不均匀,发酵液处理3d后,菌丝顶端出现皱缩,无规则卷曲(见图b),菌丝局部膨大,并有断裂现象(见图c),菌丝生长点出现畸变(见图d),发酵液处理5d后,菌丝大部分部位失水畸形(见图e),菌丝不完整,出现严重断裂(见图D等现象,由此我们可以得出,TS67菌株发酵液能够很好的抑制玉蜀黍平脐蠕孢菌的正常生长,并且进一步证实了TS67菌株发酵活性产物对菌丝的生长点有较大的影响,出现菌丝生长顶端不规则膨胀以及皱缩。可能的原因是影响细胞壁的合成,使得真菌细胞壁厚薄不均匀,从而影响细胞膜的合成,改变细胞膜的通透性,从而破坏菌丝正常的生理代谢,并导致菌体出现皱缩或膨胀的现象f6-8】。

图3

Fig.3

Effects

on

不同浓度的发酵液对玉蜀黍平脐蠕孢菌菌丝的影U向(100×)

concentration(100×)

hyphalgrowthofBipolarismaydisbydifferentfermentationbroth

图4

Fig.4

Effects

on

不同浓度的发酵液对大豆尖孢镰刀菌菌丝的影响(100×)

hyphalgrowthofFusariumoxysporumbydifferentfermentationbrothconcentration(100x)

3结论

通过上述系列实验,发现青霉TS67菌株的液体发酵活性产物不仅能够有效抑制玉蜀黍平脐蠕孢菌(Bipolarismaydis)、大豆尖孢镰刀菌(Fusarium

oxysporum)的菌丝生长,无性孢子的形成和萌发,而且使菌丝体表面产生许多瘤状突起,菌丝局部严重膨大,并有断裂现象,菌丝生长点畸变,出现菌丝生长顶端膨胀,由此可见青霉TS67菌株产生的

活性代谢产物是通过作用于病原真菌的细胞壁,使

l物产性活株菌60.951-S.等,荣德安,倩小慕,梅琦段】31【

微生物学通禳

2008,V01.35,No.9

图5扫描电镜观察活性产物对玉蜀黍平脐蠕孢面团丝形态的影响(1800x)

myceliashapeofbyBipolarismaydisfermentationbrothunderScanningelectronmicroscope(1800x)

a:正常菌丝;b,c,d:50%发酵液作用3d:e,f:50%发酵液作用5d

Fig.5

a:Normalmycelia;b,c,d:Under50%fermentationbrothfor3d:e,CUnder50%fermentationbrothfor5d

Effectson

细胞壁变薄或失去完整性,造成细胞膜暴露,最后由于渗透压差导致原生质泄漏,最终导致病原菌死

2002,p.8.

【5】孔凡彬,高扬帆,陈锡岭,等・9种药剂对玉米小斑病菌

亡,这一结论与Maertens【91和Castelli㈣在真菌细

胞壁机理研究中报道一致。另外田黎等‘111、屈海泳等[121和段琦梅等1131研究微生物胞外代谢产物对植物病原真菌拮抗机制的初步研究中均发现类似的现象,并推测其与病原真菌的细胞壁有关。

株发酵活性产物抑制植物病原菌的分子机制,将在其化学性质和化学结构,并利用高纯度的抗菌活性物质与病原真菌的不同细胞结构作用。以提出完整的抗菌机理,为青霉TS67菌株的开发利用提供思

的室内抑菌试验・2006,37(2):148—149・

[61孙延忠・曾洪梅'李国庆・抗生素对微生物作用的研究.

微生物学杂志,2003,23(3):44-47・

【7】Douglas

CM・Fungal

p(1,3)-D。glucansynthesis・Med

为了进一孝孽誊圭荸结论,.阐明青霉Ts67菌

【8】M窦yco洁l,2,0袁01’墨j篙‘自.丝状真菌的顶端生长及与细

胞壁关系研究进展.微生物杂志,1997,17(3):46-51.

[91

M捌tens

emphasis225—229.

JA,B。。g袱怖MA.Fu:gal

on

cellwallinhibioto璐

青霉TS67发酵活性产物分离纯化的基础上,分析

clinical觞pccts.CurtPharmDes,2000。6(2):

【10】LopezSN,CastelliMV,ZacchinoSA,甜al・Invitroanti_

等之2u。aftio。nhalan。。s北tru尝三箸:=1:on然:a:

with

inhibtory

路和依据。loguespropertiesagainstpolymerofthe

参考文献篙器2。嚣w811・肋。增删凸绷’2001’纵8k

【l】胡

霞.苑艳辉,姚卫容,等.微生物农药发展概况.

[111田

黎,顾振芳,陈杰,等・海洋细菌B-9987菌株产

农药,2005,44(2):49-52.

【2】BynnG,MochizukiH'AdachiM,甜口1.Novel

tibiotics,2003,56(2):102-106・

【3】LiuCH,LiuJY,HuangLL,甜al・Absoluteconfiguration

ofkeisslone,aerieUaYo”rnal

antifungal

dike.topiperazinefrommarinefungus.TheJournal

生的抑菌物质及对几种植物病原真菌的作用・植物病理学报,2003,33(1):77—80・【12】屈海泳,罗

曼,蒋立科,等."1"90-1木霉菌的筛选和对

ofAn.

草莓灰霉病菌作用机制的研究.微生物学报,2004,

metabolltcfromxPl船。

new雒n衄。roblal

44(2):243—247.

sp.YS4108.amarinefilamentousfungus.The

…………一………。一’’。’

报,2004,24(6):1088—1092.

一………’

ofPlanfMedici厅P,2003.69(5):48l一483.

对植物病原菌的抑菌谱及拮抗机理初探.西北植物学

【4】赵斌,何绍江.微生物学实验.北京:科学出版社.

微生物学通报Microbiology

tongbao@im.ac.cn

SEP20,2008,35(9):1404-1408

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@2008byInstituteof

青霉TS67菌株活性产物的抗真菌作用

王淑媛王素英‘涂敏勤

(天津商业大学生物技术与食品科学学院天津市食品生物技术重点实验室

天津300134)

摘要:本文初步探讨了青霉TS67(Penicillumsp.)的发酵活性产物对植物病原真菌的抑制作用机理,实验结果表明,用其50%的发酵液分别处理玉蜀黍平脐蠕孢菌(Bipolarismaydis)和大豆尖孢镰刀茵(Fusariumoxysporum)120h后,菌丝生长的抑制率分别为77.78%和70.30%,对孢子产生的抑制率分别达58.8%和73.5%:同时发现用50%发酵液处理病原茵的无性繁殖孢子12h后,孢子萌发抑制率分另0迭78.3%和62.O%。经显微镜观察抗菌活性物质处理后的菌丝体,发现菌丝体表面瘤状畸形、菌丝生长顶端不规则膨胀、内部发生原生质浓缩,初步推测青霉TS67主要通过影响植物病原真菌的细胞壁而实现抑制作用。关键词:抑菌活性,机理

TheAntifungal

Mechanism

WANG

ofBioactive

Metabolites

ProducedbyPenicillumsp.TS67

WANG

Shu—Yuan

Su.Ying+TU

University

Min—Qin

(CollegeofBiotechno肠删andFoodScience,TmnfinofCommerce,Tmnjin300134)

Abstract:TheantifungalmechanismoftheTS67(Penicillumsp.)producingbioactivemetaboliteswasin—vestigatedinthisBipolarism鲫d主s

paper.The

and

test

indicatedthatmycefiagrowth,sporesformingand

sporesgerminationof

Fusariumoxysporum

Can

beinhibitiedbymetabolites,after50%fermentationbroth

can

acting120hours,theinhibitionrateofhyphalgrowthsporesformingalsoarrivedat58.8%,73.5%;under

rate

reachabout77.78%,70.30%,theinhibitionrateof

brothacting12hours,theinhibition

50%fermentation

of

sporesgermination

were

upto78.3%,62.0%,themycefiaunderactivitymetabolitesconditoinsalsogrowingpointexpandingirregularly,protoplasmiccondesing,etc.Basedconclusionthatactivitymetabolites

on

showedsurfacenodulationand

alltheseresults.wemaydrawmaybetargetatfungalcellwall.

Keywords:Antifungalactivity,Mechanism

随着现代农业的发展及人类对保护环境和生态认识的提高,作为生物防治重要内容的微生物农药,因具有来源广、成本低、易于降解、残留小、毒性低等特点,成为开发农用抗生素的重要途径和发展

方向‘¨。人们已经认识到海洋这一特殊生境造就了微生物种类及代谢途径特异性,可以产生大量有价值的完全不同于陆地微生物的新颖生物活性物质,海洋微生物将是今后获得新的农用抗生素的重要资

基金项目:天津市高等学校科技发展基金项目(No.2004zd20)

。通讯作者:Tel:022—81720629;Fax:022.26675780;函:wsying@tjcu.edu.cn收稿日期:2008.01.17:接受日期:2008.03.21

王淑媛等:青霉T867菌株活性产物的抗真菌作用

源[2,31。我国利用海洋微生物代谢产物研制农用抗生素的研究刚刚起步,且主要集中在黄海和东海海域。青霉TS67(Penicillumsp.)分离自渤海近海海域水样,对玉蜀黍平脐蠕孢菌(Bipolarismaydis)和大豆尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)具有很强的抑制作用,本实验拟在细胞水平上初步探讨该菌株发酵活性产物的抑菌机理。为该菌株的开发利用提供理论指导。

l材料与方法

1.1实验材料

1.1.1菌种:青霉TS67(Penicillumsp.)菌株分离自渤海近海海域水样。

植物病原真菌:玉蜀黍平脐蠕孢菌(Bipolarismaydis)、大豆尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)为本实验室的保藏菌种。

1.1.2培养基:PDA固体培养基,PDA液体培养基见参考文献[4】。

海洋真菌发酵培养基:葡萄糖10g,蛋白胨2g,

酵母膏1g,蒸馏水400mL,人工海水600mL。1.2实验方法1.2.1青霉TS67发酵液的制备:将青霉TS67接种在PDA固体培养基上,28℃活化5d,转接至含

50

mL海洋真菌液体培养基的250mL三角瓶中,

28。C、170

r/rain培养4

d一5

d,待发酵液的pH值降

为4.8~5.0时,终止发酵,并将得到的发酵液过滤除去菌丝体,收集上清液用0.22lam微孔滤膜过滤,制成无菌发酵液备用。

1.2.2

对病原真菌菌丝抑制作用的测定一菌落生长

法‘5】:将病原菌在PDA固体平板上培养3d形成单菌落,将发酵液用无菌水稀释成浓度为50%、25%、12.5%的发酵液,然后分别取浓度为100%、50%、25%、12.5%发酵液和融化的500CPDA培养基各

mL立即混匀倒平板,制成含有发酵液浓度为50%、25%、12.5%、6.25%的固体培养基,取直径

mm的菌块分别放于培养基中央,以加相同体积

的无菌水PDA平板为对照,每个浓度重复3次,28℃下培养,每隔24h采用十字交叉法,观察测定菌落直径,直至120h,与对照菌落比较,计算菌丝生长抑制率。公式如下:

抑菌率=(对照菌落直径一处理菌落直径),

对照菌落直径x100%

1405

1.2.3对病原菌形成无性孢子的影响:将上述培养

120

h的病原菌菌落,用打孔器于距菌落边缘

3ram一4

mm处打取菌块,放入试管内加入5mL蒸

馏水,将菌块上的孢子全部洗下,用血球计数板直接计数,每皿取2块,每个菌块计数3次,将6个观察数据平均,作为实验数据。

1.2.4

病原菌无性孢子萌发率的测定一悬滴法【5】:

将病原菌的孢子悬液与不同浓度的发酵液各100止

混合,使发酵液的最终浓度为50%、25%、12.5%、6.25%,将200laL混合液置于凹玻片上,28℃培养

12

h后在光学显微镜下观察孢子萌发的情况,每个

处理重复3次,随机取3个高倍镜视野下(每个视野下约100个孢子)孢子萌发(以芽管长度超过孢子直径一半记为萌发)平均数,与对照比较,计算各处理的孢子萌发抑制率。公式如下:

孢子萌发抑制率=(对照萌发率一处理萌发率),

对照萌发率×100%

1.2.5对病原菌菌丝形态的影响:①将0.2mL病原菌孢子悬液接种到2.8mL的PDA液体培养基中,28℃恒温静止培养24h后,加入3.0mL不同浓度的发酵液使其终浓度分别为50%、25%、12.5%,28℃继续静止培养12h,光学显微镜下观测菌丝形态变化。②将玉蜀黍平脐蠕孢菌在PDA固体平板上培养

d,形成均匀的菌落后用5mm打孔器打取菌落边

缘均一的菌块作接种物,置于含50%发酵液的PDA固体培养基中央,以加相同体积的灭菌水PDA固体培养基为对照,28℃培养,于3d和5d分别取样用扫描电镜观察。

2结果与分析

2.1对菌丝生长的抑制作用

采用菌落生长法,测定了不同浓度的发酵液对玉蜀黍平脐蠕孢菌和大豆尖孢镰刀菌菌丝生长的影响,结果见图1和图2。从图中可以看出:不同浓度的发酵液对两种病原菌菌丝的生长均有一定的抑制作用,且随着发酵液浓度的增加,抑菌效果明显增强。在含6.25%发酵液的PDA平板上,病原菌菌落的大小与对照无明显差异;在含12.5%发酵液的PDA平板上,前24h内菌落扩张较缓慢,48h后随着培养时间的延长,病原菌落直径与对照菌落的差异变小;在含25%发酵液的PDA平板上,病原菌菌落与对照菌落有明显的差异,且扩展缓慢;含50%

1406

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发酵液PDA平板上,病原菌菌落几乎不扩展,48

并且随着发酵液浓度减弱,对两种植物病真菌孢子产生抑制作用逐渐减弱。其中,50%发酵液对玉蜀黍平脐蠕孢菌和大豆尖孢镰刀菌孢子产生抑制率分别达58.8%和73.5%,可见发酵液中的活性产物不仅抑制病原菌菌丝的生长,更重要的是导致其产孢能力的下降,从而使病菌丧失侵染能力。

后开始缓慢扩展,菌落与对照有显著的差异。将图1和图2进行比较,可以看出发酵液对玉蜀黍平脐蠕孢菌菌丝生长的抑制作用大于大豆尖孢镰刀菌,浓度为50%的发酵液处理玉蜀黍平脐蠕孢菌和大豆尖孢镰刀菌120h后,菌丝生长的抑制率分别为

77.78%和70.30%。

图2发酵液对大豆尖孢镰刀菌生长的影响

Fig.2

Effects

on

hyphalgrowthofFusariumoxysporum

图1

Fig.1

发酵液对玉蜀黍平脐蠕孢菌生长的影响

Effects

Oii

hyphalgrowthofBipolarismaydis

孢子萌发实验结果表明:当培养达到12h时。对照组的孢子萌发率比较高,而经不同浓度发酵液处理的病原菌孢子的萌发均受到一定程度的抑制,浓度为50%发酵液对玉蜀黍平脐蠕孢菌和大豆尖孢镰刀菌孢子萌发抑制率分别为78.3%和62.O%,随着发酵液浓度的减少,抑菌作用降低,孢子萌发率上升,浓度为6.25%的发酵液对孢子萌发的抑制作

用不明显。

2.2对病原菌形成无性孢子和孢子萌发的抑制作用

采用直接计数和悬滴法分别测定了青霉TS67发酵液对病原菌无性孢子产生和孢子萌发的影响,实验结果见表l。

由表1可知不同浓度的发酵液对玉蜀黍平脐蠕孢菌和大豆尖孢镰刀菌孢子产生不同程度的影响,

王淑嫒等:青霉TS67菌株活性产物的抗真菌作用

1407

2.3对菌丝形态的影响

2.3.1病原菌菌丝形态变化的光学显微镜观察:用油镜观察青霉TS67菌株对病原菌菌丝形态的影响,发现用12.5%的发酵液处理两种病原真菌12h后,菌丝生长缓慢,有的菌丝停止生长,菌丝表面有突起:用25%发酵液处理12h后,两种病原菌菌丝体表面有许多瘤状畸形,尤其是对菌丝的顶端生长点有较大的影响,菌丝生长顶端严重的不规则膨胀,菌丝体内部出现原生质浓缩的现象:用50%发酵液处理两种病原菌12h后均出现菌丝体断裂,菌丝体表面严重畸形;而未经发酵液处理的玉蜀黍平脐蠕孢菌和大豆尖孢镰刀菌菌丝粗细均匀,菌丝饱满,表面光滑,可见TS67菌株的发酵活性产物一方面破坏细胞壁的结构而使菌丝形态发生显著的变化,另一方面通过影响细胞壁的形成而抑制病原菌的生长。2.3.2病原菌菌丝形态变化的扫描电镜观察:通过

扫描电镜观察发现未经发酵液处理的菌丝粗细均匀,菌丝饱满,表面光滑(见图a),而用发酵液处理过的菌丝较细,表面凹凸不平,菌丝整体粗细不均匀,发酵液处理3d后,菌丝顶端出现皱缩,无规则卷曲(见图b),菌丝局部膨大,并有断裂现象(见图c),菌丝生长点出现畸变(见图d),发酵液处理5d后,菌丝大部分部位失水畸形(见图e),菌丝不完整,出现严重断裂(见图D等现象,由此我们可以得出,TS67菌株发酵液能够很好的抑制玉蜀黍平脐蠕孢菌的正常生长,并且进一步证实了TS67菌株发酵活性产物对菌丝的生长点有较大的影响,出现菌丝生长顶端不规则膨胀以及皱缩。可能的原因是影响细胞壁的合成,使得真菌细胞壁厚薄不均匀,从而影响细胞膜的合成,改变细胞膜的通透性,从而破坏菌丝正常的生理代谢,并导致菌体出现皱缩或膨胀的现象f6-8】。

图3

Fig.3

Effects

on

不同浓度的发酵液对玉蜀黍平脐蠕孢菌菌丝的影U向(100×)

concentration(100×)

hyphalgrowthofBipolarismaydisbydifferentfermentationbroth

图4

Fig.4

Effects

on

不同浓度的发酵液对大豆尖孢镰刀菌菌丝的影响(100×)

hyphalgrowthofFusariumoxysporumbydifferentfermentationbrothconcentration(100x)

3结论

通过上述系列实验,发现青霉TS67菌株的液体发酵活性产物不仅能够有效抑制玉蜀黍平脐蠕孢菌(Bipolarismaydis)、大豆尖孢镰刀菌(Fusarium

oxysporum)的菌丝生长,无性孢子的形成和萌发,而且使菌丝体表面产生许多瘤状突起,菌丝局部严重膨大,并有断裂现象,菌丝生长点畸变,出现菌丝生长顶端膨胀,由此可见青霉TS67菌株产生的

活性代谢产物是通过作用于病原真菌的细胞壁,使

l物产性活株菌60.951-S.等,荣德安,倩小慕,梅琦段】31【

微生物学通禳

2008,V01.35,No.9

图5扫描电镜观察活性产物对玉蜀黍平脐蠕孢面团丝形态的影响(1800x)

myceliashapeofbyBipolarismaydisfermentationbrothunderScanningelectronmicroscope(1800x)

a:正常菌丝;b,c,d:50%发酵液作用3d:e,f:50%发酵液作用5d

Fig.5

a:Normalmycelia;b,c,d:Under50%fermentationbrothfor3d:e,CUnder50%fermentationbrothfor5d

Effectson

细胞壁变薄或失去完整性,造成细胞膜暴露,最后由于渗透压差导致原生质泄漏,最终导致病原菌死

2002,p.8.

【5】孔凡彬,高扬帆,陈锡岭,等・9种药剂对玉米小斑病菌

亡,这一结论与Maertens【91和Castelli㈣在真菌细

胞壁机理研究中报道一致。另外田黎等‘111、屈海泳等[121和段琦梅等1131研究微生物胞外代谢产物对植物病原真菌拮抗机制的初步研究中均发现类似的现象,并推测其与病原真菌的细胞壁有关。

株发酵活性产物抑制植物病原菌的分子机制,将在其化学性质和化学结构,并利用高纯度的抗菌活性物质与病原真菌的不同细胞结构作用。以提出完整的抗菌机理,为青霉TS67菌株的开发利用提供思

的室内抑菌试验・2006,37(2):148—149・

[61孙延忠・曾洪梅'李国庆・抗生素对微生物作用的研究.

微生物学杂志,2003,23(3):44-47・

【7】Douglas

CM・Fungal

p(1,3)-D。glucansynthesis・Med

为了进一孝孽誊圭荸结论,.阐明青霉Ts67菌

【8】M窦yco洁l,2,0袁01’墨j篙‘自.丝状真菌的顶端生长及与细

胞壁关系研究进展.微生物杂志,1997,17(3):46-51.

[91

M捌tens

emphasis225—229.

JA,B。。g袱怖MA.Fu:gal

on

cellwallinhibioto璐

青霉TS67发酵活性产物分离纯化的基础上,分析

clinical觞pccts.CurtPharmDes,2000。6(2):

【10】LopezSN,CastelliMV,ZacchinoSA,甜al・Invitroanti_

等之2u。aftio。nhalan。。s北tru尝三箸:=1:on然:a:

with

inhibtory

路和依据。loguespropertiesagainstpolymerofthe

参考文献篙器2。嚣w811・肋。增删凸绷’2001’纵8k

【l】胡

霞.苑艳辉,姚卫容,等.微生物农药发展概况.

[111田

黎,顾振芳,陈杰,等・海洋细菌B-9987菌株产

农药,2005,44(2):49-52.

【2】BynnG,MochizukiH'AdachiM,甜口1.Novel

tibiotics,2003,56(2):102-106・

【3】LiuCH,LiuJY,HuangLL,甜al・Absoluteconfiguration

ofkeisslone,aerieUaYo”rnal

antifungal

dike.topiperazinefrommarinefungus.TheJournal

生的抑菌物质及对几种植物病原真菌的作用・植物病理学报,2003,33(1):77—80・【12】屈海泳,罗

曼,蒋立科,等."1"90-1木霉菌的筛选和对

ofAn.

草莓灰霉病菌作用机制的研究.微生物学报,2004,

metabolltcfromxPl船。

new雒n衄。roblal

44(2):243—247.

sp.YS4108.amarinefilamentousfungus.The

…………一………。一’’。’

报,2004,24(6):1088—1092.

一………’

ofPlanfMedici厅P,2003.69(5):48l一483.

对植物病原菌的抑菌谱及拮抗机理初探.西北植物学

【4】赵斌,何绍江.微生物学实验.北京:科学出版社.


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