文献综述
1 关于植物根际促生菌的研究
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- 国内研究现状
植物在生长过程中可能会遭受许多生物和非生物因素胁迫,从而降低生物产量.人们已知一些植物在不同因素的刺激诱导下,能系统化建立抵抗或忍受不利因素的机制,植物根际促生菌(PGPR)就是其中一类能定殖于根系并促进植物生长的细菌. 康贻、军程洁、梅丽娟等人[1]对PGPR促生机制进行归纳和总结,系统阐述了诱导体系抗性和诱导体系产生忍耐力的两大促生机制.PGPR的作用机制的多样性暗示着其可能在更多的农业生态系统中得到应用。
樊奔, 李昱龙, 祁奇等人[2]针对为进一步探明瓦雷兹芽孢杆菌FZB42菌株具有高效生防性能和植物促生活性的生防机理,首先测试了FZB42对镰刀菌和交链孢菌的抑制效果。在了解该菌株抑制作用的基础上,进一步构建质粒,通过同源重组的方式构建了FZB42的3个抗生素合成缺损菌株(Delta;bmyA,Delta;fenA、Delta;bmyADelta;fenA)。对这3个突变株进一步测试表明,FZB42合成的物质bacillomycinD和fengycin是抑制两种真菌生长的重要原因,且这两种物质的拮抗作用具有明显的协同强化效果。
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- 国外研究现状
瓦雷兹芽孢杆菌FZB42是促进革兰氏阳性植物生长和生防根瘤菌的典范菌株，已于1998年分离并于2007年进行测序。在过去的20年中，已经发表了140多篇有关FZB42的文章。起初，研究主要集中在对植物病原体具有生物防治作用的抗菌化合物上，最近的研究越来越涉及细菌-植物相互作用中涉及的基因表达，调节性小RNA（sRNA）以及涉及到的酶的修饰。通过诸如乙酰化和丙二酰化的方法合成抗菌化合物。直到现在，在FZB42的基因组中已鉴定出13个基因簇，这些基因簇涉及具有假定的抗菌作用的次级代谢产物的非核糖体和核糖体合成。这些基因簇覆盖整个基因组的约10％。抗菌化合物不仅抑制植物病原细菌和真菌的生长，而且还可以刺激植物的诱导性系统抗性（ISR）。除次生代谢物外，挥发性有机化合物还参与FZB42在生物（植物病原体）和非生物胁迫条件下发挥的生物防治作用。为了方便访问基因组数据，Ben Fan，Cong Wang，Xiao fen和Song等[3]建立了一个集成数据库“ AmyloWiki”，其中包含有关FZB42中存在的基因，可用的突变菌株以及FZB42研究的其他方面的累积信息，
2 关于细菌菌膜的研究
2.1 国外研究现状
枯草芽孢杆菌是一种典型的非致病性革兰氏阳性细菌，已用于研究生物膜。这些紧密相关的细菌无处不在的群落被包裹在一个自生的细胞外基质中，该基质将组成细胞保持在一起。在生物膜内，遗传上相同的枯草芽孢杆菌细胞会分化，表达不同基因组的细胞具有不同的功能。枯草芽孢杆菌细胞能够使用由数个重叠的子网络组成的复杂调控网络来感知和响应各种细胞外信号，所有这些子网络都控制参与生物膜形成的基因。这些提示的范围从表面信号素等自身产生的信号到土壤中发现的其他生物体产生的天然产物。在生物膜的生命周期后期，会分泌一些自身产生的分子，例如d-氨基酸和多胺，并引发群落的解体。这些分子在溶解其他细菌形成的生物膜方面似乎也很有效。Hera Vlamakis, Yunrong Chai等人[4]着重于控制枯草芽孢杆菌生物膜组装的分子机制，简要总结了有关生物膜分解的当前知识状态。生物膜是包裹在细胞外基质中的紧密相关细菌的普遍存在的群落。枯草芽孢杆菌长期以来一直是研究生物膜形成的分子机制的强大模型有机体，许多研究表明，该过程受多种整合途径的调控。
在细菌中，胞外多糖（细胞分泌到其生长培养基中的多糖）的产生是聚集体和生物膜形成不可或缺的部分。这些胞外多糖通常形成将细胞保持在一起的基质的一部分。调查细菌苜蓿中华根瘤菌，Dorken Gary; Ferguson Gail P等人发现一个过量产生胞外多糖琥珀聚糖的突变体显示出增强的聚集，导致培养物的相分离。但是，聚集体似乎没有被多糖覆盖。从培养物中纯化得到的琥珀聚糖被应用于不同浓度的细胞，观察到的相行为表明，随着细胞浓度的增加，发生聚集和相分离的极限聚合物浓度降低，表明正在发生“拥挤机制”。他们建议，如在胶态分散体中发现的那样，以胞外多糖琥珀聚糖形式存在的非吸附性聚合物通过消耗吸引来驱动苜蓿链球菌的聚集。该力导致细菌自组织成横向排列的细胞的小簇，并且进一步导致聚集体簇集成表面上的生物膜状结构。[5]
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