文献综述
前言
瓦雷兹芽孢杆菌FZB42菌株从玉米根系的土壤中分离得到[1], 有关研究表明,FZB42 具有 10 种不同的抗生素合成能力,包括一些聚酮类化合物 、脂肽类化合物 、多肽类化合物等,是一株具有高效生防性能和植物促生活性的土壤细菌。抗生素(antibiotics)是由微生物(包括细菌、真菌、放线菌属)或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其他活性的一类次级代谢产物[2],能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。
一、研究背景
真菌能够大量分泌各种细胞外降解性酶类,包括纤维素酶、半纤维素、几丁质酶等,因而极易突破植物的细胞壁屏障,感染植物细胞; 同时真菌可以向植物细胞注入效应蛋白,抑制植物的免疫反应,加强致病效果,因此真菌是导致森林树木病害的最主要的微生物类群。
Sirtuins是哺乳动物中沉默信息调节因子[3],SIRT5[4]是Sirtuins中的一员,已被鉴定为脱丙二酰基酶,与家族其他成员不同,它具有极低的去乙酰化酶活性,却可以调控三种新的赖氨酸修饰——琥珀酰化、丙二酰化和戊二酰化。
根据研究,在哺乳动物细胞中发现了一些重要的蛋白质丙二酰化修饰与基础代谢和慢性疾病有关,尤其是赖氨酸丙二酰化修饰在2型糖尿病的发病机理中起着非常重要的作用,这已经初步揭示丙二酰化的生物学意义。那么在原核生物中(解淀粉芽孢杆菌FZB42),丙二酰化与细菌次级代谢物的产生是否有关? 在调节根际细菌生理学功能方面又是怎样的情况?
二、解淀粉芽孢杆菌FZB42
2.1芽孢杆菌简介
芽孢杆菌(Bacillus)是杆状革兰氏阳性菌,好氧或兼性厌氧[5],通常生活在土壤或定殖在植物根际中,具有广泛的宿主范围,生命力强,能产生丰富的代谢产物,具有抑制多种植物病原微生物的作用[6]。它易于培养和储存,且能够形成耐热和耐干燥的内生孢子,在生物防治方面具有更多的优势,所以目前用于农业生产中的PGPR大多为芽孢杆菌。其广泛的生防机制,包括对病原菌的拮抗作用、交叉保护作用、诱导植物抗性作用以及对植物的促生长作用,使其被广泛用于植物病虫害防治以及改善土壤微生态环境中[7]。
2.2解淀粉芽孢杆菌FZB42简介
解淀粉芽孢杆菌(B.acillus amyloliquefaciens) 是与枯草芽孢杆菌亲缘性很高的一类细菌。它在生长过程中可以产生一系列具有广泛抑制真菌和细菌的活性代谢产物。
解淀粉芽孢杆菌FZB42属于革兰氏阳性根际促生细菌,具有运动性,圆形孢子中生;硝酸盐还原阳性,接触酶阳性,水解淀粉,液化明胶,吲哚试验阴性,甲基红反应阴性;液体培养基中形成菌膜,在固体培养基上菌落呈淡黄色,不透明,表面粗糙,边缘不规则[8]。解淀粉芽孢杆菌FZB42是一株高效的促生根际细菌(PGPR)菌株,有着巨大开发和应用前景的植物根际促生菌,它的促生机制包括产生IAA、解磷、植物根部定殖、产生抗生素拮抗病原生物、诱导植物产生防御反应等多方面。
2.3解淀粉芽孢杆菌 FZB42菌株能够产生多种次生代谢产物
解淀粉芽孢杆菌FZB4能够合成十几种抗生素,包括几种非核糖体合成的脂肽类抗生素以及三种聚酮化合物:bacillaene, difficidin, and macrolactin(大环内酯类)。B.淀粉液化的基因组分析研究表明,解淀粉芽孢杆菌FZB42鉴定了几种具有抗细菌作用的聚酮化合物合成的基因簇,展示了抗菌多肽的扩散,并在一定程度上有效地对抗e - amylovora。实验还证实了FZB42能有效抑制植物致病菌,包括e - amylovora这种果园树中火疫病的病原体,即FZB42 产生抗生素,但抑制病原菌的条件并未被优化[1]。
