摘要
环境与食品安全是当今国际社会普遍关注的重要问题。近年来，过度使用化肥对环境和人类健康造成了诸多负面影响。因此，研究安全、高效、环保的生物农药是关系农业可持续发展和人类身心健康的时代重大需求。生物防治是利用有益生物或其代谢物杀死或抑制不同病原体的方法。用于防治植物真菌病害的生物防治因素主要包括真菌寄生虫、植物内生菌和诱导抗性生物。 如今木霉属真菌被广泛地研究应用，其中哈茨木霉被证明有较高的体外抑菌活性。这种生防真菌具有养分竞争、寄生、细胞外细胞壁降解等功能。印度梨形孢（Serendipitaindica）是一种多功能植物内生有益真菌。它在促进植物生长、抵抗生物和非生物胁迫方面发挥着重要作用。由于大多数病原真菌的细胞壁的主要组成成分是几丁质，几丁质酶已成为一种潜在的抗真菌生防制剂。微生物或植物的几丁质酶已被证明在生物防治中具有很高的抗真菌活性，但印度梨形孢的几丁质酶功能仍是未知的。因此，本研究以S.indica为研究材料，针对其候选几丁质酶(SiChi)基因，通过基因表达、基因转化，研究印度梨形孢几丁质酶对水稻稻瘟病和恶苗病的防控作用。 研究结果表明，原核表达的候选几丁质酶SiChi具有较高的几丁质酶活性。该几丁质酶最适pH为5.5，最适催化温度为40℃。该酶具有一定热稳定性，但80℃处理1h则完全失活。金属离子对几丁质酶活性具有激活作用，其中Co2+对几丁质酶活的提高效果最为明显，达到了未加Co2+的135%，酶活可达5.32U。抑菌试验表明，SiChi具有抑制稻瘟病菌（Magnaportheoryzae）和串珠镰孢（Fusariummoniliforme）的分生孢子的萌发的作用。此外，本研究利用RFP载体转化印度梨形孢，获得了遗传稳定的RFP转化菌株。在S.indica成功定殖水稻根系细胞后接种稻瘟菌和串珠镰孢，与对照相比发现稻瘟菌和串珠镰孢致病性显着降低，证明S.indica赋予水稻对稻瘟病和恶苗病的抗性。为验证几丁质酶在水稻抗病中的作用，本研究利用纯化的SiChi处理水稻，发现SiChi也具有诱导并提高水稻抗稻瘟菌和串珠镰孢的功能。与接种S.indica水稻一致，当用一定浓度的SiChi溶液处理水稻叶片时，SiChi可以快速诱导水稻抗病相关蛋白基因(PRs)的表达，证明印度梨形孢的抗病功能可能与其产生的几丁质酶有关。因此，本研究利用印度梨形孢及其几丁质酶为水稻病害防治提供了一种高效、经济和安全的策略。同时，本研究还优化了印度梨形孢原生质体的制备及转化的方法，为进一步深入研究印度梨形孢生防机制奠定了基础。
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