敲除Fur基因对解淀粉芽胞杆菌HN11生防活性的影响

摘要

为开发高效工程菌株，利用CRISPR-Cas9技术敲除解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens野生型菌株HN11的Fur基因，分别采用菌丝生长速率法和抑菌圈法测定Fur基因缺失突变体发酵液的抑菌活性，提取Fur基因缺失突变体次生代谢产物粗提物，测定该粗提物的抑制活性，并采高效液相色谱与液质联用检测方法系统比较Fur基因缺失突变体与野生型菌株的次生代谢产物差异。结果显示：成功构建了Fur基因缺失突变体HN11-ΔFur。该突变体对水稻白叶枯病菌Xanthomonas oryzae pv. oryzae和水稻细菌性条斑病菌X. o. oryzicola的抑菌圈直径分别较野生型菌株显著扩大了2.48倍和3.25倍；对烟草白绢病菌Sclerotium rolfsii和水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani的抑制率分别较野生型菌株极显著增加了45.34百分点和36.81百分点。突变体粗提物对水稻白叶枯病菌和烟草白绢病菌的抑制中浓度IC₅₀分别较野生型菌株下降了63.12%和65.98%；其对水稻白叶枯病菌的最小抑制浓度也由野生型菌株的4μg/mL降至1μg/mL。突变体在LB培养基中成功合成了嗜铁素，且其主要抗细菌活性物质氧化地非西丁的产量较野生型菌株增加了2.07倍。表明菌株HN11的Fur基因敲除后通过促进嗜铁素和氧化地非西丁的合成显著提升了其生防活性，增加了其田间应用价值。

关键词

解淀粉芽胞杆菌 / 生物防治 / 次生代谢产物 / 基因编辑