。CC-BY-NC 4.0国际许可证的永久性。根据作者/资助者提供的预印本(未经同行评审证明)提供,他已授予Biorxiv的许可证,以在2024年11月21日发布的此版本中在版权所有者中显示预印本。 https://doi.org/10.1101/2024.11.21.624634 doi:biorxiv Preprint
植物寄生线虫 (PPN) 对全球作物产量构成重大威胁,估计每年造成农业损失 1570 亿美元。虽然合成化学杀线虫剂可以有效控制 PPN,但过度使用会对人类健康和环境造成不利影响。生物防治剂 (BCA),例如根际细菌和真菌,是安全且有前景的 PPN 控制替代方案。这些 BCA 与植物根系相互作用,产生胞外酶、次生代谢产物、毒素和挥发性有机化合物 (VOC) 来抑制线虫。植物根系分泌物在吸引有益微生物进入受侵染的根系方面也发挥着至关重要的作用。植物与根际微生物之间对抗 PPN 的复杂相互作用大多尚未开发,这为通过多组学技术发现新型杀线虫剂开辟了新途径。先进的组学方法,包括宏基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学,已促成杀线虫化合物的发现。本综述总结了细菌和真菌生物防治策略的现状及其对线虫病(PPN)的控制机制。此外,还探讨了基于组学的方法对于探索新型杀线虫剂的重要性,以及PPN生物防治的未来发展方向。本综述强调了多组学技术在PPN生物防治中的潜在重要性,以确保可持续农业。
我的研究文章的这一章探讨了研究结果的影响、调查的力度以及研究的局限性。...................................................................................................... 31
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关于土壤中微生物寿命的讨论通常集中在细菌和较小程度的放线菌(一组专业的厌氧菌细菌)上。这部分是由于在土壤中发现的细菌和放线菌的种群通常比所有其他微生物寿命都大,其次是由于对有益细菌的广泛了解可以添加到农作物系统中。经常被排除在讨论之外的是其他微生物,例如真菌,原生动物和线虫,它们在土壤健康中都具有关键作用。虽然在英亩的犁沟中发现的真菌,原生动物和线虫(6英寸深度x 1英亩)被细菌和放线菌在种群中矮小,它们对土壤的微生物生物量比较大的种群贡献更多(表1)。虽然土壤应用的农产品添加真菌,原生动物和线虫很少见,但重要的是要了解这些微生物物种在植物营养和土壤健康中的重要性。
土壤微生物的鉴定在农业和园艺中起着至关重要的作用,因为它可以监测有益物种并尽早发现病原体。在本研究中,我们提出了一种利用机器视觉和机器学习技术(特别是卷积神经网络)的系统,根据显微图像和形态特征自动识别不同的真菌和 Chromista。我们的系统旨在提供一种经济高效的病原体检测方法,改善农业系统的整体健康和生产力。我们使用土壤微生物数据集进行了实验,并使用精度、召回率和 F1 分数度量评估了分类器的性能。尽管存在类别不平衡和子图像检索不完善等挑战,但分类器仍取得了令人鼓舞的结果,总体精度为 82%,表明正确预测所有类别的正实例的准确率很高。此外,采用多数投票方案显著提高了分类器的性能,解决了代表性不足的类别问题。增强的结果显示平均精度和 F1 分数为 97%。我们的工作突出了 CNN 在土壤微生物识别方面的潜力,并为未来扩大数据集和纳入更广泛的微生物属的研究铺平了道路。
au:PleaseconfirnheadinglevelsarerepressedCorrectedCornectly:每年有超过3亿例严重病例和150万人死亡,入侵性真菌疾病(IFD)是全球发病率和死亡率的主要医疗负担,并且是全球发病率和死亡率的主要来源。世界卫生组织(WHO)最近发布了有史以来的第一个真菌优先病原体清单,其中包括19种真菌病原体,考虑到公共健康的重要性。大多数致病性真菌都是机会性的,在免疫疾病(例如HIV感染,癌症,化学疗法,移植和免疫抑制性药物治疗)下引起患者疾病。令人担忧的是,由于有限的可用抗真菌疗法,耐药性的出现以及容易受到IFD的人群的增加,IFD引起的发病率和死亡率不断增加。此外,COVID-19的大流行使IFDS危害为全球健康威胁,因为它使患者容易受到危及生命的真菌。在这个迷你审查中,我们提供了对使用抗真菌疗法对抗IFD的进步和策略的观点。
*电子邮件:endusharma@gmail.com 摘要 牛粪 (CD) 或牛粪是牛科动物的排泄物,几个世纪以来牛粪传统上被用作印度次大陆农业的有机肥料。牛粪的成分约 80% 是水,还有一些未消化的植物材料,这些材料含有大量有机物质,这是由于牛粪微生物群分泌的抗菌代谢物。牛粪肥料可增强土壤矿物质,还可增强植物对害虫和植物疾病的抵抗力。牛粪 (CD) 微生物群用于农业领域,例如生物防治、促进生长、有机肥料、磷溶解。 CD 已用于其他几种与环境有关的应用,如生物降解、生物修复和重金属生物吸附等。CD 具有丰富的微生物多样性,包含近 60 种细菌(芽孢杆菌属、乳酸杆菌属、棒状杆菌属)、真菌(曲霉菌、木霉菌)、100 种原生动物和酵母菌(酿酒酵母和念珠菌)。在本研究中,我们研究了牛粪的微生物负荷。用营养琼脂、血琼脂和麦康凯琼脂从牛粪中分离细菌。萨氏葡萄糖琼脂 (SDA) 用于真菌分离。根据菌落特征、形态、革兰氏染色、显微镜检查和生化测试对分离的细菌进行鉴定。牛粪的微生物负荷以样品的 cfu/gm 计算。在稀释度 10 -3 时细菌种群数量达到最大,范围为 170×10 -4 cfu/ml。从牛粪中分离出共 20 种分离菌,包括革兰氏阴性杆菌、革兰氏阳性球菌和革兰氏阳性杆菌大肠杆菌、微球菌属和芽孢杆菌属。使用 Sabouraud 葡萄糖琼脂 (SDA) 进行真菌分离。在稀释度 10 -2 时真菌种群数量达到最大,范围为 35×10 -3 cfu/ml,观察到了黑曲霉和烟曲霉的不同真菌菌落。这些有益微生物将用于进一步的研究工作。关键词:牛粪,微生物负荷,细菌,真菌,微生物组。1. 引言在印度,养牛历史悠久,主要与农业有关。许多阿育吠陀配方使用由牛奶、酥油、凝乳、尿液和粪便制成的各种产品(Sharma 和 Singh,2015 年)。牛粪 (CD) 是通过消化系统后未消化的植物材料残留物。其成分包括水(80%)、未消化的残留物(14.4%)和微生物(5.6%),pH 值范围为 7.1 至 7.4(Nene 等人,2003 年;Teo 和 Teoh,2011 年;Radha 和 Rao,2014 年)。由于含有多种具有益生菌活性的微生物,包括植物乳杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌、乳酸肠球菌、双歧杆菌和酵母菌(酿酒酵母),牛肠道下部具有益生菌活性Ware等人(1988)。它包括大量天然存在的有益细菌,乳酸杆菌和球菌,以及一些已知和未知的放线菌,真菌和酵母(Muhammad和Amusa,2003; Radha和Rao,2014; Sharma和Singh,2015)。牛粪具有丰富的微生物多样性,包含近60种细菌(芽孢杆菌属、乳酸杆菌属、棒状杆菌属)、真菌(曲霉菌和木霉菌)、100种原生动物和酵母(酿酒酵母和假丝酵母)(Gupta等人,2016年; Bhatt和Maheswari,2019年)。根据 Muhammad 和 Amusa (2003) 的研究,细菌和真菌等土壤污染物经常侵入陈牛粪。生物技术应用(如酶、生物甲烷和生物氢)和环境应用,以及微生物的生物技术多样性、生物动力学制备和牛粪在农业中的用途。自本世纪初以来,生物学家一直对 CD(粪生生物)的微生物多样性感兴趣(McGranaghan 等人,1999 年;Kim 和 Wells,2016 年)。在可持续循环经济的背景下,CD 微生物用于生物技术、环境和农业应用。许多研究已经证明了新鲜牛粪和尿液分别具有抗菌和抗真菌特性,这可能是因为粪便中存在的微生物群会分泌抗菌代谢物(Nene 等人,2003 年;Sharma 和 Singh,2015 年)。几个世纪以来,牛粪一直是印度次大陆农业中用作有机肥料的传统材料。牛粪中还含有多种微生物群,可进一步增强土壤生物地球化学过程(Akinde 和 Obire 2008)。大量研究已经证明了新鲜牛粪和牛尿分别具有抗菌和抗真菌特性,这可能是因为牛粪中的微生物群会分泌抗菌代谢物(Nene 等人,2003 年;Sharma 和 Singh,2015 年)。几个世纪以来,牛粪一直是印度次大陆农业中用作有机肥料的传统材料。牛粪还含有多种微生物群,可进一步增强土壤生物地球化学过程(Akinde 和 Obire,2008 年)。大量研究已经证明了新鲜牛粪和牛尿分别具有抗菌和抗真菌特性,这可能是因为牛粪中的微生物群会分泌抗菌代谢物(Nene 等人,2003 年;Sharma 和 Singh,2015 年)。几个世纪以来,牛粪一直是印度次大陆农业中用作有机肥料的传统材料。牛粪还含有多种微生物群,可进一步增强土壤生物地球化学过程(Akinde 和 Obire,2008 年)。