近期,吉林省农科院植保所生防微生物团队成功创制一株可高效防治植物病虫害的球孢白僵菌基因工程菌,具有良好的应用前景。
球孢白僵菌不仅能够直接寄生并杀死害虫,还能够通过与植物共生促进植物生长,提高植物对病害的抗性。但是,球孢白僵菌高毒力菌株的筛选周期长和毒力退化等因素,限制了其进一步应用。利用基因工程创制高毒力菌株能够降低筛选周期,提高对病虫害的防治效率。前期研究发现,非核糖体肽合成酶(NRPS)和聚酮合酶(PKS)与球孢白僵菌代谢产物合成和致病力密切相关,但很多PKS-NRPS基因功能尚未明确。本研究利用同源重组构建了PKS-NRPS基因簇BBA09856缺失突变体。相比于野生菌株,突变体的菌落生长速度和萌发率显著提高,对亚洲玉米螟幼虫的室内毒力和对灰霉菌的抑制效果显著提高。抑菌机制研究结果表明,突变体代谢产物能够通过影响灰霉菌菌丝发育,从而实现对灰霉菌的体外抑制,白僵菌内生定殖后有效控制病原菌对番茄叶片的感染。
此前,由中国农科院植保所研发、武汉科诺生物科技股份有限公司登记的苏云金杆菌(Bt)工程菌G033A含有对鳞翅目、鞘翅目害虫具有高毒力的杀虫基因,并且能实现两类基因的共表达,对小菜蛾、草地贪夜蛾等鳞翅目害虫和黄条跳甲、马铃薯甲虫等鞘翅目害虫均有很好的防效,是第一个获得农药登记证的工程菌,也填补了防治鞘翅目害虫Bt产品的空白。