多组学分析揭示了内生链霉菌MEPP0209对抗导致铁皮石斛茎腐病的茶色绒孢菌的拮抗策略

《Applied Microbiology and Biotechnology》：Multi-omics profiling reveals antagonistic strategies of endophytic Streptomyces sp. MEPP0209 against Lasiodiplodia theobromae causing Dendrobium officinale stem rot

　　

摘要

在人工栽培金针菇的过程中，茎腐病频繁发生，这对金针菇的产量和品质有着不良影响。植物体内的内生细菌可作为生物防治剂的潜在来源。本研究从野生串珠兰中分离出了43种不同的微生物菌株，其中MEPP0209菌株对可可色链格孢的菌丝生长具有显著的抑制作用。通过16S rDNA序列分析，该菌株被鉴定为链霉菌属MEPP0209菌株。MEPP0209的细胞游离上清液能够显著抑制可可色链格孢的生长，同时有效降低金针菇组织培养幼苗的茎腐病指数。转录组分析显示，经过MEPP0209细胞游离上清液处理后，可可色链格孢菌丝中与细胞分裂和细胞周期相关的差异表达基因显著下调，如MCM2/3/4/5/6/7、NDT80、POLA1和MBP1等，而与能量代谢和氧化应激相关的基因则显著上调。代谢组学分析和体外拮抗试验表明，5,6-二甲基苯并咪唑和吡咯-2-羧酸这两种候选拮抗物质能够有效抑制可可色链格孢的生长。而对用这两种代谢物处理的病原体进行的qRT-PCR分析进一步表明，与细胞分裂和细胞周期相关的基因也出现了下调现象。总体而言，我们的研究结果表明，MEPP0209对真菌生长的抑制作用可能与可可色链格孢中与细胞分裂和增殖相关的基因下调有关。MEPP0209产生的包括5,6-二甲基苯并咪唑和吡咯-2-羧酸在内的代谢物质很可能起到了这种抑制作用。本研究为未来探讨MEPP0209在控制金针菇茎腐病中的作用提供了理论依据。