绿针假单胞菌gacS 基因对小麦全蚀病生防能力的影响

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2025.09.012

河南农业科学 ›› 2025, Vol. 54 ›› Issue (9): 112-118.DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2025.09.012

绿针假单胞菌gacS 基因对小麦全蚀病生防能力的影响

王皓东^1,2，逯一方¹，杨珊¹，刘凤英1,2，王刚^1,2,3

（1.河南大学生命科学学院，河南开封 475004；2.河南省合成生物与生物制造重点实验室，河南开封 475004；3.河南省应用微生物工程研究中心，河南开封 475004）

收稿日期:2025-02-05 接受日期:2025-03-07 出版日期:2025-09-15 发布日期:2025-09-12
通讯作者: 刘凤英（1983-），女，河南宁陵人，副教授，博士，主要从事植物病害生物防治研究。E-mail：fengyingliu@126.com 王刚（1971-），男，河南夏邑人，教授，博士，主要从事资源与应用微生物研究。E-mail：wangg@henu.edu.cn
作者简介:王皓东（1993-），男，河南夏邑人，助理实验师，硕士，主要从事植物病害生物防治研究。E-mail：wanghdwe@henu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金项目（32172488）

Effect of the gacS Gene in Pseudomonas chlororaphis on the Biocontrol Efficacy against Wheat Take‑all Disease

WANG Haodong^1,2，LU Yifang¹，YANG Shan¹，LIU Fengying^1,2，WANG Gang^1,2,3

（1.School of Life Sciences，Henan University，Kaifeng 475004，China；2.Henan Key Laboratory of Synthetic Biology and Biomanufacturing，Kaifeng 475004，China；3.Engineering Research Center for Applied Microbiology of Henan Province，Kaifeng 475004，China）

Received:2025-02-05 Accepted:2025-03-07 Published:2025-09-15 Online:2025-09-12

摘要/Abstract

摘要： 为探究生防菌绿针假单胞菌（Pseudomonas chlororaphis）zm-1中二组分调节系统GacS/GacA中组分GacS编码基因gacS 在小麦全蚀病防治中的作用，综合利用生物信息学、基因敲除和基因互补等技术对gacS基因的功能进行研究。结果表明，zm-1菌株基因组中存在与铜绿假单胞菌基因组中高度同源的gacS基因。gacS基因敲除突变菌株ΔgacS相较zm-1菌株对小麦全蚀病菌的抑菌活性下降26.88百分点，对全蚀病的防治效果下降52.44百分点，其互补菌株能够恢复其抑菌活性和生防能力。外源添加zm-1菌株次级代谢物1-羟基吩嗪能够恢复基因缺失突变菌株ΔgacS的生防能力，但是外源添加1-羟基吩嗪至野生型菌株zm-1中并不表现增效作用。可见，gacS基因在zm-1基因组中真实存在且通过促进抗菌次级代谢产物的产生发挥对小麦全蚀病的生防作用。

关键词: 小麦全蚀病, 生物防治, 绿针假单胞菌, 抗菌物质, gacS基因

Abstract: To investigate the role of the GacS‑encoding gene，a component of the GacS/GacA two‑component system，in the biocontrol of wheat take‑all disease by Pseudomonas chlororaphis zm‑1，a combination of bioinformatics，gene knockout，and gene complementation techniques was used to study the function of the gene gacS.The results showed that the zm‑1 genome contained a gacS gene that was highly homologous to that found in the P.aeruginosa genome.The gacS gene knockout mutant strain ΔgacS exhibited 26.88 percent points reduction in antifungal activity and 52.44 percentage points decrease in biocontrol efficacy against wheat take‑all compared to the wild‑type strain zm‑1，while the complementary strain restored both antifungal activity and biocontrol efficacy.The addition of 1‑hydroxyphenazine，a secondary metabolite of zm‑1 strain，restored the biocontrol efficacy of the ΔgacS mutant strain.However，the addition of 1‑hydroxyphenazine to the wild‑type strain zm‑1 did not result in a synergistic effect.Taken together，these findings indicate that the gacS gene exists in the zm‑1 genome and exerts biocontrol effects against wheat take‑all disease by promoting the production of antimicrobial secondary metabolites.

Key words: Wheat take?all, Biological control, Pseudomonas chlororaphis, Antifungal substances, gacS gene

中图分类号:

王皓东, 逯一方, 杨珊, 刘凤英, 王刚. 绿针假单胞菌gacS 基因对小麦全蚀病生防能力的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(9): 112-118.

WANG Haodong, LU Yifang, YANG Shan, LIU Fengying, WANG Gang. Effect of the gacS Gene in Pseudomonas chlororaphis on the Biocontrol Efficacy against Wheat Take‑all Disease[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2025, 54(9): 112-118.

图/表 4

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绿针假单胞菌gacS 基因对小麦全蚀病生防能力的影响

Effect of the gacS Gene in Pseudomonas chlororaphis on the Biocontrol Efficacy against Wheat Take‑all Disease

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