中国农科院麻类研究所在特色经济作物内生微生物资源发掘取得新进展

学术 2024-11-07 19:45 江苏

近日，中国农业科学院麻类所特色作物绿色低碳生产技术团队在工业大麻植株中分离得到了一株广谱、高效的内生贝莱斯芽孢杆菌，并结合相关组学技术进行了抑菌机制解析与活性物质的挖掘。相关研究结果发表在《经济作物和产品（Industrial Crops & Products）》上。

工业大麻（Cannabis sativaL.）在我国被称为汉麻，在生物医药、食品添加、纺织纤维、复合材料、生活用品等多个领域均广泛应用。我国是工业大麻种植面积最大的国家，占全世界的一半左右。为充分发掘这一生物资源，研究人员对工业大麻内生微生物资源进行规模挖掘，并从工业大麻叶片中成功分离出一株内生贝莱斯芽孢杆菌SEC-024A。平板与盆栽实验表明，SEC-024A对白绢病、枯萎病、炭疽病等多种重要经济作物病害有着良好的拮抗效果，其中对工业大麻白绢病的防治效果达到74%，对软腐病、溃疡病等细菌性病害的生防效果也表现良好，具备良好的开发潜力。全基因组解析发现，SEC-024A具有丰富的次生代谢物合成相关基因簇；有效抑菌成分试验进一步发现，SEC-024A菌株所产生的挥发性有机物（VOCs）在抑菌拮抗过程中起关键作用。研究人员结合GC-MS检测和双皿对扣技术，最终成功从SEC-024A的VOCs 中筛选挖掘出4种对病原菌具有高效抑菌作用的化合物——异丁酸、惕格酸、反式-2-辛烯醛和 2-癸酮，其对工业大麻白绢病菌的EC50值分别为 0.012、0.038、0.009 和 0.046 μL/mL。其中反式-2-辛烯醛被验证对多种经济作物的土传病害病原显示出广谱抑菌活性。

据程毅副研究员介绍，该研究为经济作物微生物资源发掘与病害防治提供了优良的研究材料与思路，该菌株资源有望在生产中进一步开发应用。微生物资源是国家战略性生物资源之一，是农业、工业、生物医药、生物技术以及相关产业持续发展的重要物质基础。特色经济作物因为独特的作物特性和经济价值在农业领域扮演着重要角色，随着微生物组学相关技术的不断应用，其内生、根际、叶围等微生物资源也将展现其独特优势，在作物促生长、生物修复、抑菌物质发掘利用方面具有巨大开发价值和潜力。

该研究得到中国农业科学院创新工程、中医药农业生物基因组学湖南省重点实验室等项目的资助。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926669024017448

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