全 文 ：植物病理学报
ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA　 42(1): 73-83(2012)
收稿日期: 2011-05-09; 修回日期: 2010-10-11
基金项目: 国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAD05B07)
通讯作者: 薛泉宏,教授,主要从事微生物生态与资源利用研究; E-mail: xuequanhong@163. com
第一作者: 薛 磊(1984 - ),男,陕西西安人,博士研究生,主要从事微生物资源与利用研究; E-mail: xuelei@nwsuaf. edu. cn。
棉花黄萎病原真菌菌体对链霉菌
4 种胞外水解酶活性的影响
薛 磊1, 薛泉宏2*, 卢建军1, 申光辉1,赵 娟1
( 1西北农林科技大学生命科学学院, 杨凌 712100; 2西北农林科技大学资源环境学院, 杨凌 712100)
摘要:以大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb. )菌体为唯一碳源,采用液体培养法测定供试病原菌菌体对 4 株拮抗链霉菌
胞壁水解酶合成的诱导作用;采用平皿气生菌丝水解和显微观察法验证 4 株拮抗链霉菌对大丽轮枝菌菌丝的溶解作用。
结果表明:①大丽轮枝菌菌体可以诱导供试链霉菌合成几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶及滤纸纤维素酶;当菌体
添加量为 10 g·L -1,28℃培养 7 d时,上述 4 种诱导酶活性可达峰值,其值分别为 70. 13 - 129. 05、 31. 04 - 37. 34、6. 24 -
8． 75 及 1. 84 -3. 35 U。 ②链霉菌粗酶液对大丽轮枝菌菌丝有溶解作用。 ③4 株链霉菌菌丝均可缠绕在大丽轮枝菌菌丝
上,并在缠绕处使病原菌菌丝溶解。
关键词:链霉菌; 棉花黄萎病; 几丁质酶; β-1,3-葡聚糖酶
Influence of Verticillium dahliae mycelium on 4 types of extracellular hydrolases
activity of Streptomyces 　 XUE Lei1, XUE Quan-hong2, LU Jian-jun1, SHEN Guang-hui1, ZHAO
Juan1 　 ( 1College of Life Science, Northwest A&F University, Yangling 712100, China; 2College of Resources Environment,
Northwest A&F University, Yangling 712100, China)
Abstract: The inhibitory effect of antagonistic Streptomyces on Verticillium dahliae Kleb. via enzymatic hy-
drolysis was studied. The pathogen mycelia were used as the sole carbon source, induced effect of V. dahliae
on extracellular hydrolases synthesis by 4 tested Streptomyces in liquid cultures was examined; and interaction
between Streptomyces and V. dahliae hypha via hydrolysis of aerial mycelium and microscopy were observed.
The results showed that synthesis of extracellular chitinase, β-1,3-glucosidase, β-glucosidase and FP cellulase
was induced by tested Streptomyces in the presence of V. dahliae. Optimal conditions for extracellular hydro-
lases fermentation of 4 Streptomyces were related to addition of 10 g·L -1 fungi mycelium at 28℃ for 7 d.
The activities of associated extracellular hydrolases were 70. 13 -129. 05, 31. 04 -37. 34, 6. 24 -8. 75 and 1.
84 - 3. 35 U, respectively. Streptomyce crude enzyme solution induced disintegration of V. dahliaemycelia
and hypha. All 4 Streptomyces were found capable of twining with V. dahliae hypha, leading to fungal cell
wall lysis.
Key words: Streptomyces; Verticillium dahliae; chitinase; β-1,3-glucosidase
中图分类号: S435. 621. 24　 　 　 　 　 文献标识码: A　 　 　 　 　 文章编号: 0412-0914(2012)01-0073-11
　 　 棉花黄萎病严重危害棉花生产,目前国内外主
要通过抗病育种、化学药剂及农业措施防治该病,
但防效有限[1]。 黄萎病生防微生物的研究重点为
细菌和真菌[2],对生防放线菌研究较少[3]。 放线
　
植物病理学报 42 卷
菌是抗生素的主要产生菌,在土壤中普遍存在。 接
种特定放线菌可抑制根区土壤中病原菌生长,调整
修复棉花根区根表土壤微生物区系,从源头阻止或
减轻棉花黄萎病发生。 20 世纪 50 年代 Yin 等[4]
发现 “5406” 放线菌对棉花枯黄萎病有一定防效,
但对其作用机制未进行深入研究。 现有研究表明,
生防放线菌除通过抗生素的拮抗作用抑制病原菌
外,在常规诱导物作用下,产几丁质酶[5,6]、β-1,3-
葡聚糖酶[7]等胞外水解酶的放线菌对病原真菌有
抑菌作用,但现有研究尚未涉及病原真菌菌体对拮
抗链霉菌合成胞壁水解酶的实际诱导能力。 在棉
花黄萎病的链霉菌防治机理研究中,黄萎病原大丽
轮枝菌能否诱导拮抗链霉菌合成多种细胞壁水解
酶,以及这些水解酶能否溶解大丽轮枝菌细胞壁仍
不清楚。 该问题的探明有助于从细胞破坏角度揭
示拮抗链霉菌对大丽轮枝菌的酶溶抑菌机制。 本
研究重点探索以棉花黄萎病原大丽轮枝菌菌体为
碳源时对供试拮抗链霉菌 4 种胞壁水解酶的诱导
作用及其对供试病原真菌菌体的溶解效应,其结果
将为生防链霉菌防治棉花黄萎病的酶溶抑菌机理
揭示提供科学依据。
1　 材料与方法
1. 1　 材料
供试病原菌:大丽轮枝菌(Verticillium dahliae
Kleb. ),属于棉花黄萎病陕西泾阳菌系中的落叶型
高致病菌株,由西北农林科技大学植物保护学院杨
家荣教授提供。
供试链霉菌:共 4 株,由西北农林科技大学资
源环境学院微生物资源研究室提供,是从青藏及黄
土高原不同土壤分离的 2 万余株放线菌中采用皿
内拮抗及盆栽试验双重筛选得到,均对供试病原大
丽轮枝菌有良好拮抗效果。 根据菌株形态与培养
特征、生理生化特性及 16S rDNA 序列测定结果,
菌株 ZY153、B49、X4 及 Z13 分别为蓝微褐链霉菌
(Streptomyces cyaneofuscatus)、卡那霉素链霉菌
(S. kanamyceticus)、娄彻氏链霉菌(S. rochei)及
黄三素链霉菌(S. flavotricini)。
培养基:大丽轮枝菌活化采用 PDA培养基[8];
大丽轮枝菌体制备采用察氏液体培养基[8];放线
菌活化用高氏 1 号培养基[8];基础液体培养基
(KNO3 1 g·L -1,K2HPO4 0. 5 g·L -1,MgSO4·
7H2O 0. 5 g·L -1,NaCl 0. 5 g· L -1, FeSO4 ·
7H2O 10 mg,蒸馏水 1 000 mL)。
试剂:N-乙酰氨基葡萄糖(NAG)、几丁质、昆
布多糖均购自 Sigma公司,其余常规试剂均为分析
纯。
1. 2　 方法
供试病原真菌菌体制备:参考 Gupta 等的方
法[9],用竹签分别挑取适量 PDA 斜面活化好的大
丽轮枝菌菌丝,接种到装有 200 mL 察氏液体培养
基的 500 mL摇瓶中,25℃,160 r·min -1摇床振荡
培养 15 d。 双层纱布过滤收集菌丝体,用去离子水
多次冲洗至无残留培养液,40℃烘干,用研钵磨至
细粉状,过 0. 25 mm筛。
胶体几丁质(colloidal chitin)制备:参照 Shan-
mugaiah等的方法[10]。 链霉菌液体培养及粗酶液
制备:按 5、10 和 20 g·L -1用量向基础液体培养基
中添加病原真菌菌体粉,作为几丁质酶 ( chiti-
nase)、β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucosidase)、β-葡萄
糖苷酶(β-glucosidase)及纤维素酶(FP cellulase)
的诱导物;并以等量胶体几丁质作为几丁质酶诱导
参照;以等量昆布多糖( laminarin)作为 β-1,3-葡聚
糖酶诱导参照;以等量淀粉、葡萄糖作为通用对照。
用竹签分别挑取高氏 1 号平皿活化好的供试链霉
菌 7 mm菌饼 3 块,接种到装有 200 mL 上述液体
培养基的 500 mL三角瓶中,28℃、160 r·min -1摇
床培养,在第 3、5、7 和 9 d 于超净台上用无菌吸管
吸出 20 mL培养液,将少量无菌脱脂棉置于漏斗
底部过滤孢子,滤液于 4 000 r·min -1离心 5 min,
上清液即为粗酶液。
几丁质酶活性测定:参照 Gupta 等的方法[9],
取 1 mL酶液,加 1 mL 10 g·L -1的胶体几丁质,
混匀后置于 37℃恒温水浴中水解 3 h,沸水浴中煮
5 min终止反应,反应液于 4 000 r·min -1离心 5
min,取 1 mL上清液用 DNS法[8]测定水解液中 N-
乙酰氨基葡萄糖含量。
β-1,3-葡聚糖酶活性测定:参照 Noronha 等的
方法[11],取 0. 5 mL酶液,加 0. 5 mL 10 g·L -1的
昆布多糖,混匀后置于 45℃恒温水浴中水解 30
min。
47
　
　 1 期 　 　 薛 磊,等:棉花黄萎病原真菌菌体对链霉菌 4 种胞外水解酶活性的影响
β-葡萄糖苷酶活性测定:参照 Ghose 等的方
法[12],取 0. 5 mL 5 g·L -1水杨苷溶液 50℃下预
热 5 min,再加入 0. 5 mL酶液,混匀后置于 50℃恒
温水浴中水解 30 min。
滤纸纤维素酶活性测定:参照 Ghose 等的方
法[12],取 0. 5 mL 酶液,加 1 mL 0. 05 mol·L -1
pH4. 8 的柠檬酸缓冲液,混匀后放入(1 × 6) cm新
华滤纸条,置于 50℃恒温水浴中水解 60 min。
将除几丁质酶之外 3 种酶的水解液置于沸水
浴中 5 min 终止反应。 取 1 mL 水解液用 DNS
法[8]测定水解液中葡萄糖含量。 4 种酶测定时均
以高温灭活酶液为对照,每处理重复 3 次。
酶活性定义:将 37℃时 1 mL 酶液在 1 h 内水
解几丁质产生 1 μg N-乙酰氨基葡萄糖的几丁质酶
活性定义为 1 U;将 45℃时 1 mL 酶液在 1 min 内
水解昆布多糖产生 1 μg葡萄糖的 β-1,3-葡聚糖酶
活性定义为 1 U;将 50℃时 1 mL 酶液在 1 min 内
水解水杨苷产生 1 μg葡萄糖的 β-葡萄糖苷酶活性
定义为 1 U;将 50℃时 1 mL 酶液在 1 min 内水解
滤纸产生 1 μg葡萄糖的滤纸纤维素酶活性定义为
1 U。
链霉菌菌丝对病原菌丝的直接溶解:采用搭片
法[13]。
链霉菌粗酶液在皿内对病原菌气生菌丝的溶
解作用:将制备好的大丽轮枝菌孢子悬液均匀涂布
于 PDA平板上,25℃下培养 8 d,待平皿培养基表
面均匀长满气生菌丝后,用微量移液器分别吸取
50 μL第 3、5、7 和 9 d 的链霉菌粗酶液,以点滴方
式滴加于平皿内气生菌丝表面,无菌水为对照,
37℃培养 72h,观察病原菌气生菌丝溶解现象。
链霉菌粗酶液对玻片附着病原菌丝的溶解作
用:将无菌盖玻片斜插在 PDA平板上,在盖玻片与
培养基接触处接种大丽轮枝菌,25 ℃恒温培养,待
盖玻片上布满大丽轮枝菌菌丝时,小心取出盖玻片
置于载玻片上,菌丝附着面向上,并向盖玻片上滴
加 50 μL链霉菌粗酶液,将此载玻片置于无菌培养
皿中,37℃水解 48 h,显微镜下观察菌丝形态变化,
以不加链霉菌培养液的盖玻片菌丝为对照。
数据分析:数据采用 DPS 软件进行方差分析。
2　 结果与分析
2. 1　 病原菌体对链霉菌胞外水解酶的诱导作用
2. 1. 1　 几丁质酶活性及影响因素　 由图 1 可知,
在基础液体培养基中添加病原真菌菌体作为唯一
碳能源时,4 株供试链霉菌培养液中均可检出几丁
质酶活性。 不同培养时间供试链霉菌粗酶液的几
丁质酶活性不同:随培养时间增加,几丁质酶活性
增加,达酶活性峰值后随培养时间增加酶活性降
低;病原菌体加入量不同时酶活峰值出现时间不
同。 从图 1-A、图 1-B 看出,菌体添加量为 5 g·
L -1、10 g·L -1时,培养第 5 d 几丁质酶活性达峰
值,当增加菌体添加量为 20 g·L -1时,供试菌株
几丁质酶活性在第 7 d 时达峰值 (图 1-C),即
随菌体加入量增加,几丁质酶活性峰值出现时间
推迟。
Fig. 1　 Chitinase activity of tested Streptomyces at different culture times
57
　
植物病理学报 42 卷
　 　 从图 2-A 看出,菌体添加量影响几丁质酶活
性。 对 X4、B49 及 Z13 来说,菌体添加量为中等水
平时(10 g·L -1),几丁质酶活最高;菌体加入量
过高,几丁质酶活降低。 ZY153 与之略有不同。
从图 2-B可知,添加不同碳源时,链霉菌粗酶
液的几丁质酶活性不同。 供试链霉菌 X4 、B49 和
ZY153 粗酶液的几丁质酶活性按病原菌体 >胶体
几丁质 >淀粉 >葡萄糖排列,即添加病原菌体的链
霉菌粗酶液的几丁质酶活性高于胶体几丁质,更远
高于葡萄糖:添加病原菌体时的几丁质酶活性与葡
萄糖为碳源时的酶活性最大相差 54 倍。 菌株 Z13
以病原菌体、胶体几丁质为诱导物时的几丁质酶活
性差异不大。
2. 1. 2　 β-1,3-葡聚糖酶活性及影响因素 　 由图 3
可知,在基础液体培养基中以病原真菌菌体作为唯
一碳能源时,4 株供试链霉菌粗酶液中均可检出 β-
1,3-葡聚糖酶活性。 不同添加量及培养时间供试
链霉菌粗酶液的 β-1,3-葡聚糖酶活性不同,在中、
高添加量时(10 g·L -1、20 g·L -1),酶活性随培
养时间增加而增高,第 7 d 时酶活性达峰值(图 3-
B、图 3-C),达峰值后随培养时间增加酶活降低;当
菌体添加量较低(5 g·L -1)时,酶活性随培养时
间增加呈减少趋势(图 3-A),与中、高添加量时完
全不同。
Fig. 2　 Chitinase activity of tested Streptomyces in different fungi
mycelium content and carbon source
Fig. 3　 β-1,3-glucosidase activity of tested Streptomyces at different culture times
67
　
　 1 期 　 　 薛 磊,等:棉花黄萎病原真菌菌体对链霉菌 4 种胞外水解酶活性的影响
　 　 从图 4-A看出,菌体添加量影响 β-1,3-葡聚糖
酶活性。 不同加入量时酶活性按中量 (10 g·
L -1) >高量(20 g·L -1) >低量(5 g·L -1)排列。
菌体添加量为 10 g·L -1时,β-1,3-葡聚糖酶活性
最高;菌体加入量为 20 g·L -1时,酶活性均有所
降低;菌体添加量为 5 g·L -1时,β-1,3-葡聚糖酶
活性最低。
从图 4-B可知,添加不同碳源时,链霉菌粗酶
液的 β-1,3-葡聚糖酶活性不同。 供试 4 株链霉菌
粗酶液的 β-1,3-葡聚糖酶活性按淀粉 >昆布多糖
>病原菌体 >葡萄糖排列,即以淀粉为碳源时,酶
活性最高;加病原菌体的链霉菌粗酶液的 β-1,3-葡
聚糖酶活性略低于昆布多糖;以葡萄糖作为碳源
时,β-1,3-葡聚糖酶活性最低。
2. 1. 3　 β-葡萄糖苷酶、滤纸纤维素酶活性及影响
因素　 β-葡萄糖苷酶、滤纸纤维素酶是 2 种纤维素
水解酶。 从图 5 及图 6 可知,在基础液体培养基中
添加病原真菌菌体为唯一碳源时,对 4 株供试链霉
菌的 β-葡萄糖苷酶及纤维素酶合成均有诱导作
用,但酶活性较低。
从图 5 及图 6 看出,4 株供试链霉菌粗酶液 β-
葡萄糖苷酶及滤纸纤维素酶的活性峰值出现时间
随菌体添加量不同而变化。 β-葡萄糖苷酶活性变
化规律与几丁质酶活性(图 1)类似;在添加量较低
及中、高条件下,β-葡萄糖苷酶活性峰值分别出现
在第 5 d及第 7 d(图 5-A、图 5-B、图 5-C);纤维素
酶活性变化规律与 β-1,3-葡聚糖酶活性(图 3)类
似:在添加量中、高条件下,酶活性峰值出现时间均
为第 7 d(图 6-B、图 6-C),在添加量较低时,酶活
性随培养时间增加而降低(图 6-A)。
Fig. 4　 β-1,3-glucosidase activity of tested Streptomyces in different fungi
mycelium content and carbon source
Fig. 5　 β-glucosidase activity of tested Streptomyces at different culture times
77
　
植物病理学报 42 卷
Fig. 6　 FP cellulase activity of tested Streptomyces at different culture times
　 　 从图 7-A 可以看出,菌体添加量也影响 β-葡
萄糖苷酶活性。 链霉菌 B49、X4 及 Z13 在不同加
入量时 β-葡萄糖苷酶活性按中量(10 g·L -1) >
高量(20 g·L -1) >低量(5 g·L -1)排列。 即当
菌体添加量为 10 g·L -1时,3 株链霉菌粗酶液 β-
葡萄糖苷酶活最高;菌体加入量过高,β-葡萄糖苷
酶活降低。 ZY153 与之略有差异,在菌体添加量
为中高水平时,β-葡萄糖苷酶活性基本相同。 从图
8-A可以看出,纤维素酶活性随菌体添加量增加而
增高,当菌体添加量为 20 g·L -1时,酶活性最高,
随添加量增加酶活性变化趋势与 β-葡萄糖苷酶
(图 7-A)不同。
从图 7-B、图 8-B可知,添加不同碳源时,链霉
菌粗酶液 β-葡萄糖苷酶、纤维素酶活性存在显著
差异。 4 株供试链霉菌粗酶液中 2 种酶活性均按淀
粉 >病原菌体 >葡萄糖排列。 以淀粉为碳源时,2
种酶活性均远高于以病原菌体为底物时酶的活性;
以葡萄糖为碳源时,β-葡萄糖苷酶及滤纸纤维素酶
活性极低。
2. 1. 4　 供试链霉菌 4 种水解酶峰值活性及其相关
性　 从表 1 看出,不同链霉菌在大丽轮枝菌菌体诱
导下水解酶峰值酶活性不同。 如 X4、B49、ZY153
及 Z13的几丁质酶峰值活性分别为 129. 05、114. 35、
79. 37 及 70. 13 U,其变异系数为 25. 9% ,表明 4 株
供试链霉菌的几丁质酶活性差异较大; β-1,
3-葡聚糖酶峰值活性分别为37. 34、34. 43、31. 04
Fig. 7　 β-glucosidase activity of tested Streptomyces in different fungi
mycelium content and carbon source
87
　
　 1 期 　 　 薛 磊,等:棉花黄萎病原真菌菌体对链霉菌 4 种胞外水解酶活性的影响
Fig. 8　 FP cellulase activity of tested Streptomyces in different fungi
mycelium content and carbon source
及 32. 85 U,变异系数为 7. 4% ,表明 4 株供试链霉
菌的 β-1,3-葡聚糖酶活性差异不大。 其余 2 种水
解酶活性的变异性介于几丁质酶和 β-1,3-葡聚糖
酶之间。
从表 1 中 4 株供试链霉菌经真菌菌体诱导后
合成的胞壁水解酶活性比较可以看出,X4 和 B49
的几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶活性较高,β-葡萄糖苷
酶、滤纸纤维素酶活性较低;ZY153 和 Z13 与之相
反,β-葡萄糖苷酶、滤纸纤维素酶活性较高,几丁质
酶、β-1,3-葡聚糖酶活性较低。 从表 2 供试链霉菌
4 种胞外水解酶的相关性可以看出,几丁质酶与 β-
1,3-葡聚糖酶活性呈极显著正相关,与 β-葡萄糖苷
酶、滤纸纤维素酶活性呈极显著负相关 ( P <
0． 01);β-1,3-葡聚糖酶与 β-葡萄糖苷酶、滤纸纤维
素酶活性呈极显著负相关(P < 0. 01);β-葡萄糖苷
酶与滤纸纤维素酶活性呈极显著正相关 ( P <
0． 01)。
Table 1　 The peak value of Streptomyces 4 types of extracellular hydrolases activity / U
Strains no. Chitinase β-1,3-glucosidase β-glucosidase FP cellulase
ZY153 79. 37 ±1. 23 c 31. 04 ±0. 79 d 8. 75 ±0. 11 a 3. 10 ±0. 03 b
B49 114. 35 ±2. 73 b 34. 43 ±0. 31 b 6. 54 ±0. 18 b 2. 51 ±0. 11 c
X4 129. 05 ±2. 42 a 37. 34 ±0. 93 a 6. 24 ±0. 32 b 1. 84 ±0. 08 d
Z13 70. 13 ±3. 68 d 32. 85 ±0. 68 c 8. 57 ±0. 50 a 3. 35 ±0. 14 a
X ± S 98. 22 ±25. 44 33. 92 ±2. 49 7. 53 ±1. 22 2. 70 ±0. 61
C. V% 25. 9 7. 4 16. 3 22. 8
Note: Values with different small letters in the same line mean signification difference (P <0. 05) .
Table 2　 The correlation coefficient of Streptomyces 4 types of extracellular hydrolases
Chitinase β-1,3-glucosidase β-glucosidase FP cellulase
Chitinase 1
β-1,3-glucosidase 0. 85** 1
β-glucosidase - 0. 93** -0. 83** 1
FP cellulase - 0. 96** -0. 88** 0. 90** 1
Note: Values with **mean the correlation between two type enzyme had reached marked level (P <0. 01,n =12) .
97
　
植物病理学报 42 卷
2. 2　 链霉菌粗酶液对大丽轮枝菌的溶解作用
2. 2. 1　 皿内病原菌气生菌丝溶解　 从图 9 可以看
出,链霉菌 X4 粗酶液对大丽轮枝菌菌体有明显的
溶解作用。 与水解 0 h相比,水解 72 h时菌体诱导
处理酶液对平皿表面病原菌气生菌丝体产生明显
溶解作用,表现为菌丝体下陷,其中第 5、7 d 时的
气生菌丝下陷尤为明显;淀粉诱导处理粗酶液对平
皿表面气生菌丝体有一定溶解作用,其中第 5 d 时
的气生菌丝也有一定下陷;平皿下部无菌水对照
CK未出现菌丝溶解现象,仅表现出水滴作用的压
痕。 其余 3 株供试链霉菌粗酶液也表现出类似现
象。
2. 2. 2　 玻片附着病原菌丝的溶解作用　 从图 10-
A、图 10-B比较可以看出,将链霉菌 X4 粗酶液滴
加于长满大丽轮枝菌丝的盖玻片上于 37℃水解
48 h时,病原菌丝发生明显的溶解现象,形成大量
断裂菌丝片段。 其余 3 株供试链霉菌粗酶液也表
现出类似现象。
2. 3　 链霉菌丝对大丽轮枝菌菌丝的直接溶解
作用
将链霉菌和大丽轮枝菌进行对峙培养,9 d
后,显微镜下可以观察到 4 株链霉菌在与大丽轮枝
菌相遇时,其菌丝均可缠绕在大丽轮枝菌菌丝上,
并在缠绕处使大丽轮枝菌菌丝溶解(图 11-A、图
11-B)。
Fig. 9　 Streptomyce X4 crude enzyme liquid induce the disintegration of
Verticillium dahliae mycelium in plate
Fig. 10　 Streptomyce X4 crude enzyme liquid induce the disintegration
of Verticillium dahliae hypha under microscopic observation
A: Normal hypha; B: The disintegration of hypha.
08
　
　 1 期 　 　 薛 磊,等:棉花黄萎病原真菌菌体对链霉菌 4 种胞外水解酶活性的影响
Fig. 11　 Disintegration on Verticillium dahliaehypha by hypha of Streptomyces ZY153
and X4 under microscopic observation
A: ZY153; B: X4.
Note: Black arrow in picture means disintegration action sites of V. dahliaehypha by Streptomyce hypha.
3　 结论与讨论
真菌细胞壁以几丁质、纤维素为骨架,以 β-1,
3-葡聚糖及蛋白质为主要填充物[14],故生防真菌
和细菌可通过产生几丁质酶、葡聚糖酶及纤维素酶
等水解酶溶解病原真菌细胞壁,起生防作用[15,16]。
研究表明,当以病原真菌菌体为碳能源时,可诱导
生防真菌合成几丁质酶[17]、葡聚糖酶[18]。 Tae-
chowisan等[6]、Gao等[7]及 Zong等[19]也筛选到可
产生几丁质酶及 β-1,3-葡聚糖酶的放线菌,发现其
对病原真菌生长有明显的抑制作用,但其研究仅涉
及 1 种胞壁水解酶的诱导,目前尚无利用病原菌体
对放线菌多种胞壁水解酶的同步诱导研究。 本研
究表明,以棉花黄萎病原大丽轮枝菌菌体为诱导物
时,供试链霉菌可同步合成几丁质酶、β-1,3-葡聚
糖酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶及蛋白酶;亦观察到
链霉菌菌丝及培养液与大丽轮枝菌气生菌丝体接
触时能使其溶解,据此推知供试链霉菌与棉花黄萎
病菌丝接触时产生的溶解现象应为链霉菌所产生
多种水解酶协同作用的结果,该结果从酶学角度揭
示了供试生防放线菌对棉花黄萎病原菌的协同酶
溶抑菌机理。
从本研究结果可以推知,在自然条件下,当大
丽轮枝菌菌丝与供试生防链霉菌接触时,链霉菌会
以病原菌菌体为碳氮能源生长,合成多种胞外细胞
壁水解酶,通过酶溶作用使病原真菌细胞崩解,增
强拮抗放线菌所产活性物质对大丽轮枝菌的化学
拮抗作用,提高拮抗放线菌对棉花黄萎病菌的生防
效果。
目前研究真菌胞壁水解酶的生防作用时,大多
研究只关注 1 种酶的效果,发现 1 种酶单独作用时
防效有限,2 种水解酶混合作用时效果明显。 如
Yang等[20]人研究发现,向土壤中添加几丁质以促
进木霉合成几丁质酶时并未显著提高对棉花黄萎
病的防效。 Mauch 等[21]和 Budi 等[22]研究发现,
采用纯几丁质酶或 β-1,3-葡聚糖酶单独作用时对
真菌无抑制作用。 Skujins 等[23]也发现链霉菌在
溶解米曲霉和镰刀菌细胞壁时可以产生几丁质酶
和 β-1,3-葡聚糖酶,但用 2 种酶单独作用时,并未
观察到细胞壁的溶解现象,而 2 种酶混合使用时可
使细胞壁溶解。 Zuo等[24]发现,β-1,3-葡聚糖酶和
几丁质酶混合液对大豆疫霉菌菌丝生长、孢子囊形
成和孢子萌发有明显的抑制作用,其次是 β-1,3-葡
聚糖酶,而几丁质酶单独作用时对大豆疫霉菌的抑
制作用不明显。 Mauch等[21]也认为几丁质酶与 β-
1,3-葡聚糖酶在抑制真菌生长时有协同抗菌作用。
本研究通过大丽轮枝菌对拮抗放线菌多种胞
壁水解酶的同步诱导和酶液对病原菌菌丝的多种
溶解现象,揭示了供试链霉菌对大丽轮枝菌的协同
酶溶抑菌机理,该结果将为研究棉花黄萎病拮抗放
18
　
植物病理学报 42 卷
线菌制剂作用机理提供重要依据。
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责任编辑:曾晓葳
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