Fremskridt i forskningen i mikroorganismers sekundære metabolitters resistens over for Phytophthora capsici
Chili Phytophthora hører til Oomycota phylum, Oomycetes-klassen, Peronosporales-ordenen, Peronosporaceae-familien og Phytophthora-slægten. Den blev første gang rapporteret i 1922 og er et meget destruktivt invasivt patogen, der kan forårsage plantesygdomme (som vist i figur 1), hvilket resulterer i betydelige økonomiske tab for landbrugsproduktionen. Kamoun et al. rapporterede om de ti største oomycetes-patogener, der har en betydelig negativ indvirkning på den globale fødevaresikkerhed og bevarelsen af naturlige økosystemer, herunder seks phytophthora-arter, hvor Phytophthora capsici lå på femtepladsen. Chili Phytophthora blev oprindeligt betragtet som et patogen, der var unikt for chilipeber, men senere blev det opdaget, at det også kunne inficere visse Solanaceae, bælgplanter og de fleste melonafgrøder. Chili Phytophthora vokser hurtigt og foretrækker vejr med høj temperatur og høj luftfugtighed. Den kan inficere alle plantedele, herunder rødder, stængler, blade og frugter. Dens sporangier kan overvintre i jorden og overleve i 1-2 år, hvilket i høj grad påvirker sædskiftet for chili og andre afgrøder. Desuden kan Phytophthora capsici overføres ad forskellige veje, f.eks. via vandkilder, forurenet jord og luftkonvektion. Når den først er kommet ind i marken, er den vanskelig at kontrollere og kan ofte ikke udryddes. Derfor er Phytophthora capsici, som er et destruktivt jordbåret patogen, en af de vigtigste faktorer, der begrænser udviklingen af afgrødeindustrier som chili, bønner og meloner.

Bekæmpelse med kemiske pesticider, forædling af sygdomsresistente sorter og biologisk bekæmpelse er almindelige metoder til at forebygge og bekæmpe Phytophthora capsici. På nuværende tidspunkt omfatter de kemiske pesticider, der hovedsageligt anvendes til bekæmpelse af Phytophthora capsici, propineb, dimethomorph, metalaxyl og azoxystrobin, med bekæmpelseseffekter på mellem 50% og 90%. Kemiske pesticider er blevet et vigtigt middel til sygdomsforebyggelse og højt udbytte i landbrugsproduktionen på grund af deres fordele med praktisk anvendelse, hurtig bekæmpelseseffekt og lave omkostninger. Langvarig brug af kemiske pesticider kan dog føre til udvikling af resistens hos patogener og også forurene miljøet. Forædling af sygdomsresistente sorter sker hovedsageligt gennem hybridforædling, mutageneseforædling og bioteknologiske forædlingsteknikker, som er mere økonomiske og miljøvenlige metoder til at forebygge og kontrollere afgrødesygdomme. Forædling af sygdomsresistente sorter tager dog længere tid, og sygdomsresistente sorter kan opleve tab af sygdomsresistens. Sammenlignet med kemisk bekæmpelse er biologisk bekæmpelse en mere sikker løsning, da den kan undgå miljøforurening. Mikrobiel kontrol er en type biologisk kontrol, og de mikroorganismer, der kontrollerer plantesygdomme, er normalt bakterier, actinomyceter og svampe. De kan hæmme infektionen af værtsplanter med patogene bakterier gennem forskellige mekanismer. Blandt dem er hæmmende metabolitter en af de vigtigste biokontrolmekanismer for mikrobiel antagonisme mod plantepatogener. Alkaloider, lipopeptider, makrolider, terpener og andre stoffer, der produceres af mikrobiel sekundær metabolisme, har gode hæmmende effekter på Phytophthora capsici. For eksempel kan det nye lipopeptid gagopeptid A, der er isoleret fra Bacillus subtilis, hæmme bevægelsen af de bevægelige sporer af Phytophthora capsici og få dem til at lyse; Den mindste hæmmende koncentration (MIC) af antibiotikummet Ao58A oprenset fra kulturmediet og myceliet af Micromonospora coerulea mod Phytophthora capsici er 3 μ g/mL, og under drivhusforhold er antibiotikummet Ao58A lige så effektivt som methimazol til at kontrollere Phytophthora capsici. Derfor kommer en stor mængde fungicider ikke kun fra kemisk syntese, men også fra mikroorganismers sekundære metabolitter. Denne artikel giver en gennemgang af 94 mikrobielle sekundære metabolitter med anti Phytophthora capsici-aktivitet i løbet af de sidste to årtier med fokus på kilderne til mikrobielle sekundære metabolitter, antibakterielle effekter og de antibakterielle mekanismer for nogle sekundære metabolitter. Målet er at give en reference til forskning og udvikling af mikrobielle sekundære metabolitter med anti-Phytophthora capsici-aktivitet.

Udvikling og brug af mikrobielle og afledte biologiske stoffer anses for at være effektive midler til bekæmpelse af plantesygdomme og strategier for at opnå grøn landbrugsudvikling. Denne artikel opsummerer 94 mikrobielle sekundære metabolitter med antipeber phytophthora-aktivitet, blandt hvilke bakterieafledte produkter tegner sig for den højeste 46,8%, mens actinomyceter og svampeafledte produkter tegner sig for henholdsvis 27,7% og 25,5%. Langt de fleste af disse 94 mikrobielle sekundære metabolitter har god hæmmende aktivitet mod Phytophthora capsici, og nogle sekundære metabolitter kan hæmmes ved at begrænse sporebevægelse, lysere sporer, beskadige cellemembraner, hæmme proteinsyntese og fremkalde planteresistens. Derudover er Trichoderma, Trichoderma og Aspergillus almindeligt anvendte biokontrolsvampe, men forskning i deres antagonisme mod Phytophthora capsici har for det meste fokuseret på levende bakterier og fermenteringsbouillon, med relativt lidt forskning i deres rene produkter mod Phytophthora capsici. Derfor er det meget nødvendigt at isolere og oprense fermenteringsprodukterne fra disse tre svampetyper for at få flere strukturelt nye og meget aktive sekundære metabolitter mod Phytophthora capsici.

Selvom mikrobielle sekundære metabolitter har et stort potentiale til at hæmme Phytophthora capsici og andre plantepatogener, kan det ikke nægtes, at der stadig er flere begrænsende faktorer i anvendelsen af mikrobielle sekundære metabolitter i landbrugsproduktionen. For det første er de fleste rapporter om resistens af sekundære metabolitter af mikroorganismer mod Phytophthora capsici fokuseret på isolering og identifikation af produkterne samt den foreløbige screening og evaluering af deres anti Phytophthora capsici-aktivitet med lidt forskning i deres antibakterielle mekanismer og felteksperimenter; For det andet har mange produkter svag stabilitet og påvirkes let af eksterne miljøfaktorer, hvilket i høj grad reducerer deres antibakterielle virkning. Derfor er det i fremtiden nødvendigt at være opmærksom på at udføre dybdegående forskning på flere niveauer og med flere facetter ved at kombinere antibakterielle mekanismer og felteksperimenter; og ændre strukturen af produkter med lovende anvendelser for at forbedre deres stabilitet og kontroleffekt på Phytophthora capsici. Kort sagt bør vi objektivt anerkende potentialet i sekundære metabolitter fra mikrobielle kilder til forebyggelse og bekæmpelse af plantesygdomme og fuldt ud udnytte deres fordele. Og under forholdene med alvorlig kemisk pesticidforurening og vanskeligheder med at opdrætte sygdomsresistente sorter, er udviklingen og udnyttelsen af mikroorganismer