姜类植物中的拮抗性细菌内生菌及其代谢产物在对抗腐霉菌软腐病中的相互作用

《Current Microbiology》：Antagonistic Bacterial Endophytes from Gingers and their Metabolite Mediated Interactions Against Pythium Soft Rot

姜软腐病生态防治研究：评估野生姜近缘种内生细菌及其代谢物对Pythium myriotylum和P. deliense的抑制效果，分离50株内生菌，30株（60%）对P. myriotylum抑制率＞50%，27株（54%）对P. deliense抑制率＞50%，通过16S rRNA测序确定10种候选菌株，代谢组学鉴定出4种具有显著抗真菌活性的化合物（如吡咯并[1,2-a]吡嗪-1,4-二酮等），分子对接显示其与Pythium关键蛋白结合能力突出。

　　

摘要

软腐病是影响生姜的最严重疾病，导致产量损失达50%至90%。虽然化学杀菌剂可以有效控制这种疾病，但其广泛使用会带来环境和健康风险。作为一种环保的替代方案，我们评估了来自野生姜属植物的细菌内生菌及其生物活性化合物，以抑制软腐病原菌Pythium myriotylum和P. deliense。从选定的野生姜属植物的叶片、根茎和茎中分离出了50种内生菌，并通过双重培养试验评估了它们对这两种病原菌的拮抗作用。其中30种菌株对Pythium myriotylum的抑制率超过50%，27种菌株对P. deliense的抑制率也超过50%。基于16S rRNA基因测序，鉴定出10种具有潜在活性的内生菌株。根据抗真菌试验和最小抑菌浓度（MIC）的结果，选择了Pseudacidovorax intermedius（NCC15）、Rhizobium sp.（NCC17A）、Pseudomonas sp.（NCZ1）、B. amyloliquefaciens（CC11）和B. pumilus（KG6）的菌株进行进一步研究。扫描电子显微镜（SEM）分析显示，这些细菌的代谢物提取物对Pythium属菌的菌丝和孢子造成了显著影响，其中Pythium myriotylum受到的影响更为严重。对粗甲醇提取物的代谢分析发现其中含有多种抗真菌化合物。其中四种化合物——Pyrrolo[1,2-a]pyrazine-1,4-dione、hexahydro-3-(phenylmethyl)、N-(3-Imidazol-1-yl-propyl)-N’-(4-isopropyl-phenyl)-oxalamide [1,2,4]、Oxadiazole、5-benzyl-3-(thiophen-2-yl)和2,5-Cyclohexadien-1-one, 3,5-dihydroxy-4,4-dimethyl——与主要的Pythium蛋白结合后显示出较高的对接分数，表明这些化合物具有抗Pythium活性。