杨树溃疡病是我国杨树人工林的重大生物灾害,探寻其生物防治药物及生物控制方法意义重大。短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis)XDH是我们从杨树根际分离获得的一株新的拮抗菌(GenBank注册号为DQ279738),前期研究结果表明该菌株对杨树溃疡病菌(Botryosphaeria dothidea)拮抗作用强,发酵性状优异,抗菌物质性质稳定,使用安全,极具研发潜力。该菌株产生的抗菌物质4个活性组分的分离纯化技术路线已经确立,其中,C 组分的一级结构骨架已经获得,为一新的芽孢杆菌非核糖体肽。本研究拟在前期研究的基础上,运用紫外光谱、红外光谱、质谱、核磁共振谱分析等,究明各活性组分的结构与理化性质;运用荧光染色、电镜、激光共聚焦显微镜、电感耦合等离子体质谱分析等技术,探明抗菌物质对杨树溃疡病菌的作用机制。以期为进一步开发该菌株及其抗菌物质提供理论依据。
Poplar canker disease;Control;Antagonistic bacteria;Antimicrobial peptide;Structure elucidation
通过硫酸铵分级盐析,CM Sepharose FF离子交换层析、Sephadex G-25分子筛层析以及制备HPLC等方法,从杨树溃疡病拮抗菌Brevibacillus brevis XDH的发酵液中分离纯化了两种抗菌活性组分A、B。其中组分B的发酵产量高,且抑菌活性强。通过元素组成分析,傅立叶变换高分辨质谱仪(FTIR-MS)一级质谱分析分子量,Orbitrap Elite高分辨质谱仪二级质谱分析氨基酸序列,JNM ECA-600超导脉冲傅立叶变换核磁共振谱分析组分B的H谱和C谱,对组分B进行结构解析,发现组分B的结构为N、C端分别为由氨基酸Ile、Val修饰而成的Hmp、Vol,中间部分为18个氨基酸组成的线型非核糖体肽,其精确分子量为1569.06396,其一级结构式为Hmp-Aba-Val-Orn-Ile-Val-Val-Lys-Val-Leu- Lys-Tyr-Leu-Vol。对组分B的抗菌谱测定和部分敏感菌株的最低抑菌浓度MIC的测定发现,组分B对杨树溃疡病菌(Botryosphaeria dothidea)和杨树细菌性溃疡病菌(Ervvinia herbicola)均具有很强的抑菌活性,而且,对某些动植物病原真菌和细菌也具有较强的抑菌作用。组分B对杨树溃疡病菌的抑菌作用,主要作用于细胞壁和细胞膜。拮抗菌Brevibacillus brevis XDH及其产生的活性成分在杨树溃疡病的防治上,具有重要研究和应用价值。