芽孢杆菌vallismortisgydF4y2BaTU-Orga21块稻瘟病通过直接影响和刺激的植物防御gydF4y2Ba

1介绍gydF4y2Ba

大米(gydF4y2Ba栽培稻gydF4y2Bal .)生产负面影响各种因素,如土壤质量差、缺乏矿物质,害虫和疾病,其中,最终减少水稻产量(gydF4y2BaTimsina et al ., 2018gydF4y2Ba)。大米的主要疾病之一,是爆炸引起的gydF4y2BaMagnaporthe oryzaegydF4y2Ba(gydF4y2Ba霍华德和化合价的1996人gydF4y2Ba)。稻瘟病病遍布东南亚和日本和负责平均收益率20% - -50%的损失,甚至严重病例的100% (gydF4y2Ba萨利赫et al ., 2014gydF4y2Ba)。在泰国,稻瘟病水稻生产系统是一个严重的威胁,因为疾病传播的有利气候条件(gydF4y2BaHerath川崎和,2018年gydF4y2Ba)。因此,减少稻瘟病的发病率和严重程度是一个优先考虑提高产量和减少泰国大米产量的损失。目前,稻瘟病的主要控制方法依赖于应用程序的合成化学物质,如克菌丹、多菌灵、福美双、或tricyclazole (gydF4y2BaKongcharoen et al ., 2020gydF4y2Ba)。但是,这些组件也会对人类和环境造成负面影响。因此,小说bioproducts必须控制稻瘟病的探索。gydF4y2Ba

目前,生物防除水稻疾病使用微生物生物量、或粗提取物的微生物是一个令人兴奋的新途径biofungicides的发展,安全对人类、动物和环境。这些代理有可能通过促进抗生素生产控制植物病害,竞争、寄生和植物健康(gydF4y2Ba科尔et al ., 2019gydF4y2Ba;gydF4y2BaKhanna et al ., 2019gydF4y2Ba)。此外,合成各种抗菌药物或毒素以直接攻击病原体也激活了系统性的植物和耐药机制增强了防御酶的属性(gydF4y2BaKhanna et al ., 2021gydF4y2Ba;gydF4y2Ba作为礼尚往来et al ., 2023gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

芽孢杆菌gydF4y2Ba物种潜在候选人发展biofungicides以及方法防治水稻细菌性病原体,因为他们生产各式各样的活性化合物和强大的抗菌活性,例如lipopeptides抗生素(gydF4y2BaHashizume西村,2008gydF4y2Ba;gydF4y2BaSharma Thakur, 2020gydF4y2Ba;gydF4y2BaNgalimat et al ., 2021gydF4y2Ba)。Lipopeptides surfactin抗菌药物代谢物组成一组,lichenycin iturin, fengycin。这些物质会影响细胞完整性和可以破坏真菌膜(gydF4y2Ba罗梅罗et al ., 2007gydF4y2Ba)。根据gydF4y2Ba张先生和太阳(2018)gydF4y2Ba,循环lipopeptides fengycin由gydF4y2Ba枯草芽孢杆菌gydF4y2Ba155能破坏大米膜,抑制gydF4y2Bam .盘菌gydF4y2Ba菌丝的生长(gydF4y2Ba张和太阳,2018gydF4y2Ba)。同样的,gydF4y2Bab . amyloliquefaciensgydF4y2BaS170和gydF4y2Bab、gydF4y2BaS9可以在水稻抵御gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba通过生产蛋白酶、含铁细胞多种纤维素酶和挥发性化合物(gydF4y2Ba沙et al ., 2020gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

此外,lipopeptide物质分泌gydF4y2Ba芽孢杆菌gydF4y2Basp.参与诱导系统性的阻力(ISR)抑制多种植物病原体如真菌、细菌、线虫、昆虫和病毒载体(gydF4y2Ba约旦et al ., 2009gydF4y2Ba;gydF4y2BaMalviya et al ., 2020gydF4y2Ba)。ISR的先决条件是一种系统性的诱导阻力通过之前感染或生物治疗。预处理诱导阻力,使主机不容易感染随后和阻塞的传播感染植物组织(gydF4y2BaRomera et al ., 2019gydF4y2Ba)。在ISR的机制,小分子和细胞组织在植物细胞壁结构修改,和抗菌化合物通过水杨酸(SA)合成途径(gydF4y2Ba嗨,博斯托克2002gydF4y2Ba;gydF4y2Ba设备Raasch-Fernandes et al ., 2019gydF4y2Ba)。在本地感染后,内源SA水平增加,从而系统通过莽草酸途径和提高植物防御机制产生酚类化合物在植物细胞壁和木质素在回答病原体攻击(gydF4y2BaMandal et al ., 2010gydF4y2Ba)。此外,据gydF4y2BaSedlařova和Lebeda (2001)gydF4y2Ba快速积累的酚类化合物与高度敏感的反应(HR)在莴苣霜霉病(gydF4y2Ba2001年Sedlařova和·列别达gydF4y2Ba)。此外,在花生,促进植物生长rhizobacterial (PGPR) bioformulation增强防御酶的表达和蛋白质pathogenesis-related领腐烂gydF4y2Ba通过gydF4y2Ba增强酚醛塑料的酶活性(gydF4y2BaSenthilraja et al ., 2013gydF4y2Ba)gydF4y2Ba

虽然有益微生物,如gydF4y2Ba芽孢杆菌gydF4y2Ba物种,已被证明能够有效地抑制gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba行动,生物电控制潜在的多个模式对病原体尚未被充分利用。因此,本研究的目的是探讨抑制微生物的潜在好处gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba,他们的抗菌化合物,和直接抑制潜在的gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba孢子植物防御媒介物的发展与刺激包括内源水杨酸、酚类化合物、HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba积累。此外,我们还分析了生化变化包括脂质、果胶、酰胺,酰胺二世,在水稻木质素和多糖gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba感染。gydF4y2Ba

2材料和方法gydF4y2Ba

2.1微生物、细胞培养条件和脱细胞生物表面活性剂gydF4y2Ba

一克土样在水稻根际的地区被稀释到9毫升蒸馏水获得连续稀释悬挂在10gydF4y2Ba^8gydF4y2Ba克毫升gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba化验。此后,100µL土壤悬掉在营养琼脂(NA)板块和分布在琼脂表面与无菌玻璃撒布机;盘子被孵化的28°C 48 h。一群微生物被选为纯应变通过平板划线分离方法matrix-assisted激光解吸电离双重飞行时间串联质谱(MALDI-TOF / TOF MS)识别和进一步的实验。gydF4y2Ba

准备生物表面活性剂、微生物培养在烧瓶内包含100毫升的溶原性肉汤(磅)在25°C±2°C和72 h。180 rpm的文化是离心机(12000×gydF4y2BaggydF4y2Ba25分钟),没有细胞生物质生产生物表面活性剂。生物表面活性剂是通过膜过滤0.45µm孔隙大小去除细胞残渣,然后保存在4°C进行进一步的实验。gydF4y2Ba

生物表面活性剂lipopeptides被添加盐酸沉淀(3 n)解决方案;混合物冷却4°C到获得最后的pH值2.0,然后放在冰箱里1 h。9000×沉淀离心收集的gydF4y2BaggydF4y2Ba25分钟在4°C,然后溶解在氯仿:甲醇(2:1,gydF4y2BavgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2BaMALDI-TOF / TOF MS分析之前)。gydF4y2Ba

强毒株的gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba是由法政大学的植物病理学部分提供。gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba是生长在oatmeal-rice琼脂培养基25°C±2°C了10天。使用一个循环分生孢子是收获gydF4y2Ba通过gydF4y2Ba温柔的刮。悬浮液的过滤层的粗棉布获得纯粹的分生孢子,及其密度调整到1×10左右gydF4y2Ba^5gydF4y2Ba分生孢子毫升gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba使用血细胞计数器。gydF4y2Ba

2.2水稻品种和种植gydF4y2Ba

泰国香米品种“和尚Dowk马里105”(KDML 105),这是容易爆炸的疾病,使用在目前的实验。水稻种子消毒用1%次氯酸钠溶液1分钟,然后用无菌水冲洗3次。种子被种植前在水中浸泡24小时。十苗种植在10英寸盆植物含有大约5公斤的粘土。锅在温室下孵化12 h(自然光在28°C±4°C,湿度60% - -75%。gydF4y2Ba

2.3菌株鉴定使用MALDI-TOF / TOF MSgydF4y2Ba

MALDI-TOF / TOF MS进行同步光研究所,泰国,使用AutoflexgydF4y2Ba^®gydF4y2BamaX(力量Daltonics、不来梅、德国)。四到五单个菌落(5 - 10毫克)的微生物菌株对NA媒介转移到1.5毫升微型离心机管,然后与300μL HPLC-grade水混合。接下来,900μL乙醇添加,混合物被漩涡1分钟。示例解决方案是离心机13500×gydF4y2BaggydF4y2Ba2分钟两次。细胞在层流气流干燥柜2分钟,然后5µL 70%甲酸补充道。1分钟的样本涡。后来,5µL乙腈是补充说,解决方案是离心机13000×gydF4y2BaggydF4y2Ba为2分钟。在这一点上,清晰的解决方案被转移到一个新的管。接下来,每个样本1μL下降MALDI-TOF / TOF MS目标板上,晾干;随后,1µL HCCA矩阵的下降,晾干。包含样本的目标板使用MALDI-TOF / TOF MS (Autoflex分析gydF4y2Ba^®gydF4y2Ba马克斯,力量Daltonics,德国卡尔斯鲁厄)。积极的光谱记录激光频率的线性模式60 Hz的质量范围gydF4y2Ba米gydF4y2Ba/gydF4y2BazgydF4y2Ba2000 - 10000道尔顿。使用执行校准gydF4y2Ba大肠杆菌gydF4y2Ba应变DH5α,礼物核糖体蛋白质量RNA和肌红蛋白的峰值为5096.8,5381.4,6255.4,7274.5,10300。1,13683。2,16952。3gydF4y2Ba米gydF4y2Ba/gydF4y2BazgydF4y2Ba。二千年拍摄的质谱配置文件数据收集从每个样本。质谱的概要文件是处理Flexcontrol v.3.4(德国卡尔斯鲁厄)。在分子量蛋白质质量指纹分析了公差的300 ppm。由此产生的数据导入到MALDI生物型v.4.0(德国卡尔斯鲁厄)比较样本质量指纹数据库(gydF4y2BaElshafie et al ., 2015gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

2.4gydF4y2Ba体外gydF4y2Ba抑制菌丝的生长gydF4y2Ba

双重文化技术被用来确定细菌分离株的敌对活动gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba。gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba真菌磁盘(直径8毫米)被放置在90毫米PDA板块的中心,和五个菌株的有益微生物生长在Luria Bertani(磅)汤在每个板的使用都是有双重文化的方法。磅肉汤媒体没有有益的微生物被用作治疗控制。板块在25°C孵化±2°C。最好的细菌隔离抑制菌丝的生长被用于进一步分析。敌对活动计算是基于观察菌丝的生长在10天内使用公式(1),如下:gydF4y2Ba

2.5gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba生物表面活性剂在抑制gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba孢子萌发gydF4y2Ba

叶段受到水稻品种KDML 105被用于评估。简单地说,5厘米长叶子的中间部分样本提取,放置在水琼脂(WA)板块,喷洒1×10gydF4y2Ba^5gydF4y2Ba分生孢子毫升gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba暂停gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba。1 h(接种后,水稻的叶子被喷洒的gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba生物表面活性剂在不同浓度(5%,10%,15%,20%,25%,和30%gydF4y2BavgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2Ba)。磅汤没有生物表面活性剂作为消极的控制。所有盘子都孵化25°C±2°C生长室16 h。叶段是沾ethanol-lactophenol台盼蓝(gydF4y2Ba科赫和Slusarenko, 1990年gydF4y2Ba)。孢子发育和附着胞形成被显微镜监控。孢子的比例,生殖管道,附着胞和抑制的百分比gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba孢子萌发计算使用公式(2)和(3)分别如下:gydF4y2Ba

2.6描述的gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba生物表面活性剂MALDI-TOF / TOF MSgydF4y2Ba

的lipopeptide分析了生物表面活性剂在同步加速器研究所,泰国,AutoflexgydF4y2Ba^®gydF4y2BamaX(力量Daltonics、不来梅、德国)和积极reflectron模式gydF4y2Ba米gydF4y2Ba/gydF4y2BazgydF4y2Ba50 - 2000道尔顿。的lipopeptide生物表面活性剂与同等体积的混合矩阵的解决方案(30:70gydF4y2BavgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2BaACN:组织0.1%组织),然后1μL lipopeptide样本下跌的板块和晾干。标准净化iturin和surfactin(美国Sigma-Aldrich)作为标记。获得的光谱是利用FlexControl v3.4(德国卡尔斯鲁厄)和分析使用成为FlexAnalysis v3.3(德国卡尔斯鲁厄)(gydF4y2BaElshafie et al ., 2015gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

2.7的潜力gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba生物表面活性剂活性植物防御反应gydF4y2Ba

2.7.1内源SA内容gydF4y2Ba

的功效gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba生物表面活性剂作为唯一监管者诱导系统性阻力决定的浓度为20%,25%,30%gydF4y2BavgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2Ba。评估治疗还包括阳性对照为SA和水作为消极的控制。植物被喷洒30毫升的生物表面活性剂溶液在不同浓度和相应的控制解决方案一周一次30 post-sowing 3周后的一天。水稻被喷雾接种1×10gydF4y2Ba^5gydF4y2Ba分生孢子毫升gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba暂停gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba然后用塑料袋覆盖12 h。水稻叶样品(0.5 g)收集从每个治疗0,12日,24日,36岁,48岁和60 h post-inoculation内生SA (hpi)检查。叶子样本浸泡在液氮(LN2)和均质1毫升的缓冲溶液含90%甲醇、9%冰醋酸,1%水的体积单位。地面样本离心机14000×gydF4y2BaggydF4y2Ba10分钟在4°C。接下来,0.5毫升的上层清液转移到一个包含0.5毫升的0.02米埃普多夫管硫酸铁铵,和样本孵化5分钟30°C。随后,200μL每个样本被转移到一个96孔板,和吸光度测量530海里使用Bio-Tek标仪(美国VT Winooski)。内源SA计算通过比较标准的引用(gydF4y2BaUdayashankar et al ., 2011gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

2.7.2总酚类化合物gydF4y2Ba

叶总酚含量稍微修改后确定Folin-Ciocalteu试验(gydF4y2BaLamuela-Raventos 2018gydF4y2Ba)。叶样品(0.5 g)浸泡在LN2然后地面2.5毫升的80%甲醇。细碎的小样品在14000×离心机gydF4y2BaggydF4y2Ba10分钟在4°C。接下来,0.2毫升的上层清液被转移到一个包含0.2毫升的埃普多夫管涡流的Folin-Ciocalteu试剂和混合。然后,2毫升2%碳酸钠添加孵化前20分钟在30°C在黑暗中。随后,200μL每个样本被转移到一个96孔板,和吸光度测量760海里使用Bio-Tek标仪(美国VT Winooski)。没食子酸被用来校准标准,和总酚含量表示为微克的没食子酸(ggydF4y2Ba^1gydF4y2Ba弗兰克-威廉姆斯)鲜重的基础上(µg GAE ggydF4y2Ba^1gydF4y2Ba弗兰克-威廉姆斯)。gydF4y2Ba

2.7.3过氧化氢(HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba)积累gydF4y2Ba

水稻叶样品从每个治疗(0.5 g)浸泡在LN2和5毫升的0.1%三氯乙酸均质,离心机14000×gydF4y2BaggydF4y2Ba并为15分钟4°C。样品(0.5毫升)和0.5毫升10毫米磷酸钾缓冲(pH值7.0)和1毫升1 M碘化钾。吸光度测量在390 nm使用Bio-Tek标仪(美国VT Winooski) (gydF4y2BaSahebani Hadavi, 2009gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

2.8监测水稻叶肉生化变化使用同步加速器radiation-based-Fourier-transform红外显微镜gydF4y2Ba

处理和未经处理的叶片样本收集、固定在最优切削温度复合,在LN2和冷冻。8点样本横向分段μm使用低温恒温器切片机(位于德国),然后放在13×2毫米幻灯片。光谱衍生品使用Beamline生成4.1同步光研究所,泰国。测量由映射在一个孔径大小为10×10μm和光谱分辨率模式的4厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba64扫描。光谱衍生品使用作品7.2 (Hanau、德国),生成的数据和主成分分析(PCA)分析了使用Cytospec™和UnscramblerX 10.0(美国新泽西州)(gydF4y2BaThepbandit et al ., 2021gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

2.9gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba感染过程elicitation-plantgydF4y2Ba

的gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba感染过程在植物防御反应使用扫描电子显微镜(SEM)进行了分析。水稻被施以安乐死对于每个诱导子三次,然后接种gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba使用30毫升的分生孢子的悬架(1×10gydF4y2Ba^5gydF4y2Ba分生孢子毫升gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba每锅),如上所述。此后,5厘米长叶样本来自不同的治疗和浸泡在酚阻止感染的过程。最后,样本进行扫描电镜。gydF4y2Ba

2.10稻瘟病疾病严重性评级gydF4y2Ba

疾病症状出现在测试水稻叶子在14天post-inoculation (dpi)分析了基于国际标准的稻瘟病病得分(gydF4y2Ba国际水稻研究所,2013gydF4y2Ba),规定如下:gydF4y2Ba

疾病严重程度指数和控制有效性计算使用公式(4)和(5),分别如下:gydF4y2Ba

2.11统计分析gydF4y2Ba

为了确保数据一致性,在温室条件下进行了实验,重复三次。获得的实验数据进行了分析用单向方差分析SPSS 20(美国芝加哥SPSS Inc .)。组间的显著差异意味着使用邓肯的多个范围检验进行了分析gydF4y2BapgydF4y2Ba≤0.05。gydF4y2Ba

3的结果gydF4y2Ba

3.1识别gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2BaTU-Orga21使用MALDI-TOF女士gydF4y2Ba

5微生物菌株的光谱分析和FlexAnalysis 3.4 MALDI-BioTyper v.4.0(德国卡尔斯鲁厄)被用来比较和样品的质量指纹库的数据库。分析表明,微生物菌株在属级日志分数的值> 2.000,相应的了解识别。四个物种被认定为属于属gydF4y2Ba芽孢杆菌gydF4y2Ba,一个被认定为gydF4y2Ba铜绿假单胞菌gydF4y2Ba(gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba)。提出了五个微生物物种的特征光谱gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

3.2抑制gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba由微生物生物防治剂gydF4y2Ba

在对手测试实验中,微生物对生物防治剂产生了强烈的影响gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba增长。两个gydF4y2Ba芽孢杆菌gydF4y2Ba物种显示可比最大菌丝体生长的抑制百分比(gydF4y2Ba表2gydF4y2Ba)。具体地说,gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba显著抑制gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba增长77.03% (gydF4y2Ba表2gydF4y2Ba,gydF4y2Ba图2 a - cgydF4y2Ba)。的菌丝的形态gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba显然是受gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba在光学显微镜下。因此,菌丝失去正常的生长和分支模式,皱巴巴的,扭曲的,不正常的弯曲与菌丝在未经处理的样品(gydF4y2Ba图2 d, EgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

3.3的影响TU-Orga21生物表面活性剂gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba孢子发展gydF4y2Ba

确定的功效gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba生物表面活性剂对原发感染的过程gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba,孢子的百分比,萌发管和附着胞形成水稻叶在不同浓度计算孢子数量的每个发展阶段除以总数量的孢子。生殖管道的百分比和附着胞形成的控制样品(0%gydF4y2BavgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2Ba生物表面活性剂)分别为19.75%和68.75%,而孢子发芽没有为11.30%。附着胞形成减少,增加生物表面活性剂浓度(53.00%,34.75%,30.00%,20.50%,16.75%,和12.00% 5%,10%,15%,20%,25%,和30%,分别)。与此同时,使用15%时萌发管形成较高gydF4y2BavgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2Ba生物表面活性剂(51.25%),但差异非重要值在10%和20%gydF4y2BavgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2Ba生物表面活性剂剂(分别为49%和46.50%),而在25%和30%gydF4y2BavgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2Ba生物表面活性剂剂(分别为35.00%和32.50%)显著降低。然而,孢子萌发包括生殖管和附着胞的治疗百分比是转换为抑制与控制样本。生物表面活性剂浓度的增加,有效地增加了50%的孢子萌发的抑制作用与控制(gydF4y2Ba图3gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

3.4 MALDI-TOF女士的分析TU-Orga21生物表面活性剂gydF4y2Ba

的gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba生物表面活性剂是进一步分析使用MALDI-TOF / TOF MS,和强烈的信号被检测到gydF4y2Ba米gydF4y2Ba/gydF4y2BazgydF4y2Ba600 - 1200的范围。分子mass-ion分析结果表明,得到的样品gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba生物表面活性剂包含三个主要的峰值在1066、1080和1110gydF4y2Ba米gydF4y2Ba/gydF4y2BazgydF4y2Ba(gydF4y2Ba图4一gydF4y2Ba)。这些团体的山峰与iturin在1044年,1080年和1100年gydF4y2Ba米gydF4y2Ba/gydF4y2BazgydF4y2Ba(gydF4y2Ba图4 bgydF4y2Ba在1017年和1059年)和surfactingydF4y2Ba米gydF4y2Ba/gydF4y2BazgydF4y2Ba(gydF4y2Ba图4 cgydF4y2Ba根据他们的标准)。虽然峰值在1066年发现的gydF4y2Ba米gydF4y2Ba/gydF4y2BazgydF4y2Ba与既定的标准并不完全匹配,这些数据可以被指定作为surfactin物种,因为它们是检测到的范围gydF4y2Bam / zgydF4y2Ba1000 - 1074 (gydF4y2Ba乏特氏壶腹et al ., 2002gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

3.5活动的国防中间体感应TU-Orga21原油生物表面活性剂gydF4y2Ba

的影响gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba生物表面活性剂在内源SA含量评价预处理和post-inoculation时间点。喷洒SA和生物表面活性剂剂在水稻内源SA含量增加12日,24日,现病史和36,但值下降在现病史48。相比之下,控制样品(内源SA含量0%gydF4y2BavgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2Ba生物表面活性剂)增加现病史在24和36 hpi在下降。对于相对增加,内源SA含量最高记录在SA处理(160%),其次是20%gydF4y2BavgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2Ba生物表面活性剂治疗(140%)(gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

生物表面活性剂和SA治疗总酚含量升高post-inoculation,更快从12个增加到48主诉,而总酚含量控制的治疗方法是在24 hpi仅略有增加。最高价值的总酚含量(48%)在水稻叶子被记录在48 20%后的快乐指数gydF4y2BavgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2Ba生物表面活性剂的治疗。相反,酚醛含量(0%(8.5%),控制治疗gydF4y2BavgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2Ba生物表面活性剂)现病史显示降低百分比增加24 (gydF4y2Ba图6gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba水平水稻开始增加6 hpi但下降24 hpi在所有治疗。HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba水平水稻SA处理显示增加(63%)最高,其次是水稻治疗与生物表面活性剂在现病史12 (-60% ~ 58%);增加控制治疗仅为25% (gydF4y2Ba图7gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

3.6水稻叶肉elicitation-plant生化变化gydF4y2Ba

SR-FT-IR光谱被用于监测水稻生化成分的变化对应于治疗后水稻叶片叶肉gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba表面活性剂与组成的正(SA)和负(water-mock)控制治疗。三个清晰可辨的团体指出:gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba、SA和water-mock。集群的样品和PCA biplots所描述的第一(PC1, 19%)和第二(PC2, 7%)主成分(gydF4y2Ba图8gydF4y2Ba)。PC1显示高积极载荷在2859、1346、1141和1103厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba,与积极的分数块SA-treated样品(积极的控制)。PC1显示高负载荷在1604、1160、946和921厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba,相关负分数块处理的水样本(负控制)(gydF4y2Ba图8 bgydF4y2Ba)。PC2高积极载荷在1741、1654、1546和1182厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba,与积极的分数的gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba处理样品(gydF4y2Ba图8 cgydF4y2Ba)。谱带变化通过加载情节与普通的二阶导数光谱叶肉显示不同地区的样本。光谱范围在3000 - 2800厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba从样本显示的峰值在2960、2923和2859厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba,对应于CH2和CH3的部分脂质组。该地区在1700 - 1500厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba显示峰值对应于蛋白质和多肽,1737,1654,1604,1546,1513。该地区在1300 - 900厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba显示峰值对应于多糖和碳水化合物,1160,1103,1033,993,946,921厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba(gydF4y2Ba图8 dgydF4y2Ba)。所有这些平均光谱被用来定量识别生物化学化合物的分子结构和生化段的获得积分区域的样本。从积分区域,大量的酰胺我和二酰胺明显增加但多糖的含量明显减少gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba处理样品与负控制(gydF4y2BapgydF4y2Ba< 0.05)(gydF4y2Ba图8 egydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

3.7影响TU-Orga21作为诱导物的生物表面活性剂gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba感染过程gydF4y2Ba

观察的感染过程gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba在24日透露,的快乐指数gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba成功地感染和殖民未经处理的树叶,呈现附着胞形成和菌丝的发展。在同一时期,与治疗gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba生物表面活性剂作为诱导物阻止菌丝的入侵在水稻组织gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba(gydF4y2Ba图9gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

3.8减少稻瘟病疾病严重程度gydF4y2Ba

的功效gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba生物表面活性剂的浓度范围,包括20%、25%和30%gydF4y2BavgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2Ba在温室条件下,对稻瘟病评估。SA诱导物用作积极控制和0%gydF4y2BavgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2Ba生物表面活性剂作为消极的控制。生物表面活性剂接种前处理减少疾病严重程度与积极的和消极的控制治疗相比,高表达的疾病减少百分比。最初的疾病症状出现在14 dpi。常见的稻瘟病症状被发现为椭圆病变或white-grey斑点周围坏死棕色的边缘。21岁dpi、疾病严重程度分别为67.59%和37.96%,正面和负面的控制样本。治疗以30%gydF4y2BavgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2Ba生物表面活性剂显示疾病严重程度最低(19.44%),其次是治疗,25%和20%gydF4y2BavgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2Ba生物表面活性剂(分别为24.07%和31.48%);这些值明显低于在积极控制治疗(37.96%)(gydF4y2Ba图10gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

4讨论gydF4y2Ba

有益微生物已经显著特征对共同农业的对抗病原体。此外,杀虫剂等微生物利用,环保的替代品,因为他们生产抗菌化合物和激活植物免疫应对广泛的植物病原体。大多数研究解决有益微生物探索他们的抗菌活动或诱导植物防御的潜力。因此,在本研究中,我们分析了控制能力的五个代表微生物隔离从根际的地区附近的稻田对稻瘟病通过直接和间接对抗。gydF4y2Ba

b . vallismortisgydF4y2Ba表现出强大的敌对活动gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba(> 50%),确定基于抗菌物质的生产。此外,我们调查的能力gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba生物表面活性剂抑制gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba开发和观察到高浓度,生物表面活性剂可以有效地抑制孢子萌发、附着胞发展gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba。这些发现与先前的报道是一致的,lipopeptide生物表面活性剂gydF4y2Ba枯草芽孢杆菌gydF4y2Ba抑制发芽的gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba——因果代理小麦爆炸(gydF4y2BaChakraborty et al ., 2020gydF4y2Ba)。在先前的研究中,不同gydF4y2Ba芽孢杆菌gydF4y2Ba菌株,包括gydF4y2Ba枯草芽孢杆菌gydF4y2Ba,gydF4y2Bab的仙人掌gydF4y2Ba,gydF4y2Bab . amyloliquefaciensgydF4y2Ba,gydF4y2Ba地衣芽。gydF4y2Ba,gydF4y2Bab、gydF4y2Ba,已被应用于生物防治剂对稻瘟病有机和可持续农业。例如,gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2BaR2可以作为另一种应对一些植物病原真菌,包括gydF4y2Ba链格孢属gydF4y2Basp。gydF4y2Ba丝核菌oryzaegydF4y2Ba,gydF4y2Ba镰刀菌素gydF4y2Basp。gydF4y2Ba刺盘孢属gydF4y2Basp。gydF4y2Ba蠕孢菌gydF4y2Basp。gydF4y2Ba稻瘟病菌gydF4y2Ba(gydF4y2BaKaur et al ., 2015gydF4y2Ba;gydF4y2Ba沙et al ., 2020gydF4y2Ba)。此外,gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba,产生大量的抗菌生物活性代谢物,如耐热性的alkalophilic纤维素bacillomycin D, surfactins, iturins, fengycins,检测其生物防除属性(gydF4y2Ba赵et al ., 2010gydF4y2Ba;gydF4y2BaKaur et al ., 2017gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

我们的MALDI-TOF / TOF MS的分析gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba生物表面活性剂的生产透露两个主要类别的lipopeptide抗生素基于次级代谢物,包括iturin surfactin。山峰的团体gydF4y2Bam / zgydF4y2Ba1000和1074之间的值对应于surfactins和那些在1076年和1150年之间对应iturins (gydF4y2Ba乏特氏壶腹et al ., 2002gydF4y2Ba)。Iturin一个样本被发现在1080年达到顶峰gydF4y2Bam / zgydF4y2Ba,符合其标准(1080gydF4y2Bam / zgydF4y2Ba)。Surfactin样本被发现在1066年达到顶峰gydF4y2Bam / zgydF4y2Ba,接近其标准(1059gydF4y2Bam / zgydF4y2Ba)。surfactin峰值从它的标准是不同的,虽然它仍在surfactin物种的范围(gydF4y2Ba乏特氏壶腹et al ., 2002gydF4y2Ba;gydF4y2Ba霍弗勒et al ., 2012gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

Iturins已经被确认为抗真菌降解细胞壁的物质,抑制物质交换和代谢过程,和较低的粘弹性流体压力在真菌细胞(gydF4y2Ba江et al ., 2020gydF4y2Ba)。的抗真菌机制iturin lipopeptides与细胞质膜的相互作用有关,从而增加钾渗透率(gydF4y2BaMaget-Dana Peypoux, 1994gydF4y2Ba)。此外,surfactins破坏细胞的内部结构通过消化细胞质和细胞器(gydF4y2Ba肖et al ., 2021gydF4y2Ba)。Iturins和surfactins不仅表现出很强的抗真菌活性,而且作为生物活性分子诱导植物防御(gydF4y2BaRaaijmakers et al ., 2010gydF4y2Ba)。lipopeptides几项研究已经报道,除了iturins, surfactins, fengycins, ISR激活植物,通过防御基因表达的蛋白质,包括苯丙氨酸裂解酶、氧化酵素氧化酵素,和其他pathogenesis-related (PR)蛋白质,是提升。这种机制本质上是负责先天免疫抑制病原体在不同的植物。先前的研究已经表明,lipopeptides,产品细菌生物表面活性剂,激活特定的植物对病原的防御通路,如通路gydF4y2Ba刺盘孢属、炭疽gydF4y2Ba在草莓、途径gydF4y2Ba菌核病sclerotiorumgydF4y2Ba在番茄,和途径gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba在水稻(gydF4y2Ba山本et al ., 2015gydF4y2Ba;gydF4y2BaFarzand et al ., 2019gydF4y2Ba;gydF4y2Ba林et al ., 2021gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

的关键角色gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba生物表面活性剂在植物免疫相互作用进一步研究本研究通过分析相关的宿主防御中间生化物质的变化增强了抵抗gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba。喷涂的gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba生物表面活性剂三次成立以前病原体接种导致植物免疫参数,包括增加内源SA和酚醛水平(gydF4y2BapgydF4y2Ba< 0.05)。gydF4y2Ba

SA、茉莉酸(JA)和乙烯(ET)是重要的激素信号分子参与生物应激反应在植物与交互。通常,SA-mediated防御反应中发挥核心作用在地方和系统获得抵抗biotrophic hemi-biotrophic病原体,而ET / JA-mediated反应有助于防御necrotrophic病原体(gydF4y2Ba巴里和琼斯,2009年gydF4y2Ba;D。gydF4y2BaTamaoki et al ., 2013gydF4y2Ba)。gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba是一个引起稻瘟病hemi-biotrophic真菌;它假定初始biotrophic阶段,在此期间植物免疫系统抑制,其次是necrotrophic阶段促进植物细胞死亡(gydF4y2Ba费尔南德斯和奥尔特,2018年gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

SA途径是主要病原体的攻击下信号级联由于沟通渠道的存在可以促进代能源和潜在的中间体的合成和酶抑制病原体(gydF4y2Ba古永锵et al ., 2020gydF4y2Ba)。研究多种植物的防御反应,包括大米、大豆、和烟草,报道,病原体感染导致SA积累(gydF4y2BaYalpani et al ., 1993gydF4y2Ba;gydF4y2BaBawa et al ., 2019gydF4y2Ba;gydF4y2Ba梁et al ., 2022gydF4y2Ba)。在病原体感染的早期阶段,识别和激活植物防御信号以及诱导有关分子模式(抑制),包括细胞外蛋白质片段,多肽、核苷酸和氨基酸(gydF4y2Ba侯et al ., 2019gydF4y2Ba)。的转录因子gydF4y2Ba公关gydF4y2Ba基因激活SA调解植物细胞感染宿主反应(gydF4y2Ba侯et al ., 2019gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba马et al。(2015)gydF4y2Ba特征的信号通路ISR lipopeptides刺激gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba通过SA和JA信号通路激活防御基因的转录(gydF4y2Ba马et al ., 2015gydF4y2Ba)。此外,SA累积感染周围区域产生初始感染网站(Daisuke小时gydF4y2BaWildermuth et al ., 2001gydF4y2Ba;gydF4y2BaTamaoki et al ., 2013gydF4y2Ba)。gydF4y2Balakki et al。(2019)gydF4y2Ba报道称,gydF4y2Ba荧光假单胞菌gydF4y2Ba小道消息是ISR的诱导物,激活免疫反应和启动现象gydF4y2Ba葡萄孢菌gydF4y2Ba感染;这个事件有关持续增强SA-related基因的表达和总酚含量增加(gydF4y2Balakki et al ., 2019gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

参与防卫反应的酚类化合物是一种重要的生理功能在一些植物,如生菜、香蕉、水稻,提供抵抗多个生物压力(gydF4y2Ba2001年Sedlařova和·列别达gydF4y2Ba;gydF4y2BaDallagnol et al ., 2011gydF4y2Ba;gydF4y2BaFortunato et al ., 2012gydF4y2Ba;gydF4y2BaPratyusha 2022gydF4y2Ba)。根据我们的结果,总酚含量显示最高提高20%gydF4y2BavgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2Ba生物表面活性剂的治疗。相比之下,在30%gydF4y2BavgydF4y2Ba/gydF4y2BavgydF4y2Ba生物表面活性剂治疗,增加较低的大小。这可能是因为gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba生产iturin和surfactin生物表面活性剂,它产生一个直接对病原体的抗菌作用;因此,接种体应该有一个低密度比其他疗法。同样,HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba没有产生最强的效果,因为它是一个防御中介导致程序细胞死亡(PCD)病原体的攻击。这些观察与先前的报道是一致的,酚生产与SA-induced抵抗反应,通常后增强病原体攻击导致人力资源和导致随后的细胞死亡(gydF4y2Ba沃利斯和Galarneau, 2020gydF4y2Ba)。gydF4y2BaBetsuyaku et al。(2018)gydF4y2Ba更高水平的SA在同心effector-triggered免疫细胞反应的模式。PAMP-triggered免疫诱导一个人力资源和本地化PCD抑制病原体的传播,有效地保护植物组织免受疾病严重程度(gydF4y2BaBetsuyaku et al ., 2018gydF4y2Ba;gydF4y2BaRadojičićet al ., 2018gydF4y2Ba)。在目前的研究中,比较HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba介导PCD和防御反应的起始gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba感染之间处理和未经处理的样品显示H时间积累的差异很大gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba。这个结果证实,在目前的实验中,只发生在植物防御活动gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba感染。较高的HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba活动表明,活性氧(ROS)促进电子传递链的中断在感染的早期阶段(6 - 12 hpi)与生物表面活性剂产生的启发。较高的HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba水平可能增强细胞解毒能力HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba,这可能产生的伤害信号并激活PCD-related基因的转录监管机构。PCD宿主-病原体相互作用下的启发式影响抑制病原体的快速发展。这些结果符合植物时机国防起始理论和确证的观察gydF4y2Ba你们et al。(2021)gydF4y2Ba病原体感染后,报告ROS浓度增加,导致细胞的抗氧化状态的变化和诱导植物响应的immunity-related细胞死亡(gydF4y2Ba你们et al ., 2021gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

生物表面活性剂的间接抑制作用导致细胞内生化转变元素,用SR-FT-IR显微镜检测。biomolecule-related强度的平均光谱显示明显高于集聚的酰胺(1600 - 1800厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)和酰胺二世(1470 - 1570厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)的蛋白质。植物蛋白质肽键是一个酰胺基以及抗病性的一种内源性因素鼓励plant-microbe交互(gydF4y2Ba刘et al ., 2022gydF4y2Ba)。植物肽诱导免疫反应,建立了植物肽受体水平的响应病原体入侵,包括国防的感应植物抗毒素,木质化,PR蛋白(gydF4y2Ba胡锦涛等人。,2018年gydF4y2Ba;gydF4y2BaKumar et al ., 2018gydF4y2Ba)。此外,大大减少多糖(1200 - 900厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba),比如碳水化合物和糖,积累在biosurfactant-treated样本。这可能是因为在感染过程中,植物适应或改变他们的能量存储触发对病原的防御反应(gydF4y2BaTauzin表示谷俊侠,2014gydF4y2Ba)。我们进一步研究了gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba使用SEM感染过程的叶子。引出的水稻生物表面活性剂的发展过程中断gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba,确认一个间接的抑制作用产生的生物表面活性剂在寄主植物感染(gydF4y2Ba图11gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

5的结论gydF4y2Ba

本研究的结果证实了gydF4y2Bab . vallismortisgydF4y2Ba生物表面活性剂具有抗菌活性gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba——病原体的大米在直接和间接抑制效果。此外,实验数据证实了生物表面活性剂作为激发子,有效减少稻瘟病严重程度通过生产抗生素物质,包括iturin surfactin。此外,内源SA水平,酚醛树脂,HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba,酰胺酰胺二世,都是防御中介,是增加,导致反对gydF4y2Bam . oryzaegydF4y2Ba在发病机理。gydF4y2Ba

数据可用性声明gydF4y2Ba

最初的贡献提出了研究中都包含在这篇文章/补充材料。进一步询问可以针对相应的作者。gydF4y2Ba

作者的贡献gydF4y2Ba

WT和DA:概念和设计。WT,、SS和SN:实现,调查和分析了数据。WT和SS:安排结果,讨论,和编写初稿。WT、SS和DA:修订后的手稿。所有作者的文章和批准提交的版本。gydF4y2Ba

资金gydF4y2Ba

本研究由法政博士后奖学金授予TUPD6/2564数量,法政大学卓越中心的农业创新中心通过供应链和价值链,和泰国科学研究和创新基本基金。gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

作者要感谢同步光研究所(SLRI)在泰国,这提供了红外光谱仪器和beamline 4.1红外光谱和成像系统。我们要感谢Editage (www.editage.com)的英语编辑。gydF4y2Ba

的利益冲突gydF4y2Ba

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。gydF4y2Ba

出版商的注意gydF4y2Ba

本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。gydF4y2Ba

引用gydF4y2Ba