白霉病是由致病真菌核盘菌引起的,影响全球 600 多种植物,包括大豆、豆类、棉花和西红柿等主要作物。这种真菌导致产量和质量大幅下降,对粮食生产构成重大威胁。生物防治提供了一种对环境安全有效的核盘菌防治方法,其中芽孢杆菌属正成为一种有前途的工具。在本研究中,菌株 JAB01 经形态学检查鉴定为芽孢杆菌,并通过全基因组测序确认。体外试验表明,芽孢杆菌 JAB01 产生可扩散物质和挥发性有机化合物,有效抑制核盘菌生长 80%,抑制菌核发芽 100%,显著减少种子和叶片的病害感染。这些研究结果表明,芽孢杆菌 JAB01 可作为一种有前途的抗白霉病生物制剂。这项研究有望对农业和植物病原体控制行业产生重大影响,有助于大豆和其他寄主植物种植的可持续农业实践。通过减少对白霉病控制杀菌剂的依赖,这项研究为农民、消费者和环境带来了益处,促进了更负责任和更有效的农业实践。
我们之前报道了一种针对死体营养真菌植物病原菌核病菌的 CRISPR-Cas9 基因组编辑系统。该系统(TrpC-sgRNA 系统)基于 RNA 聚合酶 II(RNA Pol II)启动子(TrpC)在体内驱动 sgRNA 转录,成功创建了基因插入突变体。然而,相对低效率的靶向基因编辑阻碍了该方法在核病菌功能基因组研究中的应用。为了进一步优化 CRISPR-Cas9 系统,建立并评估了无质粒的 Cas9 蛋白/sgRNA 核糖核蛋白(RNP)介导的系统(RNP 系统)和基于质粒的 RNA 聚合酶 III 启动子(U6)驱动的 sgRNA 转录系统(U6-sgRNA 系统)。本研究针对之前鉴定的草酰乙酸乙酰水解酶 (Ssoah1) 基因座和一个编码聚酮化合物合酶 12 (Sspks12) 的新基因座创建了功能丧失突变体。RNP 系统与我们之前报道的 TrpC-sgRNA 系统类似,可以在 Ssoah1 基因座上以类似的效率产生突变。然而,这两个系统都未能在 Sspks12 基因座上成功产生突变。U6-sgRNA 系统在这两个基因座上都表现出明显更高的基因突变效率。该技术为靶向基因突变提供了一种简单有效的策略,从而将加快对这种具有重要经济价值的植物病原体的致病性和发展的研究步伐。
葡萄酒微生物群落建立了复杂的生态系统,调节香气化合物的形成,但只有少数研究寻求特定微生物与葡萄酒挥发性物质之间的相关性。本研究结合了代谢条形码和代谢组学,以识别与杜罗河标志性地区 3 个著名品种的葡萄酒挥发性特征相关的真菌和细菌微生物生态位。在整个自然发酵过程中,鉴定了三个主要的微生物生态位,并且 Hanseniaspora - Saccharomyces 的演替时间取决于品种。最大的生态位包括 Hansenias pora、Aureobasidium、Alternaria、Rhodotorula、Sporobolomyces、Massilia、Bacillus、Staphylococcus 和 Cutibacterium,它们与 7 种代谢物呈正相关,即乙偶姻、乙酸异戊酯、丙酸乙酯、c-3-己烯醇、苯乙醚和 4-乙基苯酚。发酵酵母S. cerevisiae、Torulaspora delbrueckii和Meyerozyma caribbica与γ-丁内酯、t-威士忌内酯、异戊醇、癸酸乙酯、异丁酸乙酯、琥珀酸二乙酯、异戊酸、4-乙基愈创木酚和4-丙基愈创木酚呈强相关性。 Lachancea quebecensis 与几种致病真菌(青霉菌、白粉病菌、核盘菌、曲霉菌、Mycosphaerella tassiana)和细菌(假单胞菌属、酸拟杆菌、泛菌、Steno trophomonas 和 Enhydrobacter)聚类,与各种单萜醇和降异戊二烯类化合物(包括芳樟醇和 β-紫罗兰酮)呈正相关,此外还与苯甲醇、二乙酰、乙酸异丁酯、乙基香草酸酯和甲基香草酸酯呈正相关。代谢物-微生物群相关性表明品种特异性可能是区域芳香特征的基础。