Isolement et identification des bactéries endophytes, optimisation des conditions de fermentation et inhibition de l'agent pathogène du flétrissement du coton dans le shidoulan
Les bactéries endophytes des plantes sont des micro-organismes tels que les bactéries, les champignons et les actinomycètes qui parasitent les tissus et les organes vivants des plantes. Presque toutes les plantes contiennent du matériel microbien en abondance, et les bactéries endophytes forment progressivement une relation symbiotique avec l'hôte grâce à une évolution à long terme, sans provoquer de symptômes d'infection externes évidents de la plante hôte. La recherche a montré que les métabolites secondaires des bactéries endophytes peuvent non seulement inhiber les micro-organismes pathogènes, mais aussi activer le système de réponse immunitaire de la plante hôte, améliorer le profil d'expression des gènes liés à la défense de la plante et constituer une source importante de médecine naturelle. Les pesticides microbiens sont devenus une nouvelle industrie des pesticides au 21e siècle en raison de leurs avantages en matière de protection de l'environnement et d'impact minimal sur la qualité des sous-produits agricoles, représentant ainsi la direction de la protection des plantes. Les plantes d'orchidées ont des bactéries endophytes plus abondantes dans leur habitat. Chen et al. ont isolé 241 bactéries endophytes de cinq plantes médicinales de la famille des orchidées (Paeonia lactiflora, Panax ginseng, Dendrobium nobile, Dendrobium chrysotoxum et Dendrobium chrysotoxum). L'auteur a constaté, lors de la culture in vitro de Bulbophyllum sp., que ses tissus étaient riches en bactéries endophytes et que certaines bactéries pouvaient coexister symbiotiquement avec les tissus in vitro de l'hôte. La maladie du flétrissement est une maladie courante pendant la période de plantation du coton, qui est largement répandue dans les principales régions productrices de coton à travers le pays et qui cause de graves dommages. On estime que 100 millions de kilogrammes de coton sont perdus chaque année à cause de la maladie du flétrissement. Le flétrissement est causé par Fusarium oxysporum, qui est classé en différents types de spécialisation en fonction de la spécificité de l'hôte, comme la spécialisation du coton, la spécialisation du concombre, la spécialisation du bananier, etc. Certains types de spécialisation sont encore divisés en différentes races physiologiques basées sur les variétés d'hôtes, formant des races physiologiques uniques différentes de celles d'autres pays. La maladie du flétrissement causée par différents types spécialisés et races physiologiques nécessite des méthodes de prévention et de contrôle différentes. Il est donc particulièrement important d'identifier les agents de biocontrôle pour différents types spécialisés et races physiologiques de Fusarium oxysporum. Cette expérience a utilisé la spécialisation du flétrissement du coton de Fusarium oxysporum comme bactérie indicatrice et a recherché des bactéries de biocontrôle ayant des effets inhibiteurs sur les bactéries endophytes des plantes du genre Solanum. Les conditions de fermentation ont été optimisées et les principales substances antibactériennes, les lipopeptides, ont été observées au microscope électronique pour leurs effets sur la morphologie des bactéries pathogènes. Cette expérience jette les bases pratiques de la préparation de substances antibactériennes et de la lutte biologique contre la maladie du flétrissement du coton.

Fusarium oxysporum peut provoquer la pourriture des racines, le flétrissement et le jaunissement des plantes. Les principales bactéries de biocontrôle utilisées contre la maladie du flétrissement du coton sont Trichoderma harzianum TH1, Trichoderma viride GY20, Marine Streptomyces ZW-1, Streptomyces spectacular SC11, Bacillus subtilis, Bacillus amyloliquefaciens SN06, Bacillus cereus YUPP-10, etc. En raison de l'existence de différents types spécialisés et de races physiologiques de Fusarium oxysporum, l'agent pathogène utilisé dans cette étude a été isolé à partir de plants de coton malades dans le champ expérimental de notre école, appartenant au type spécialisé de flétrissement du coton. L'objectif du criblage était d'inhiber les bactéries antagonistes de ce pathogène. Une bactérie ayant un bon effet inhibiteur a été sélectionnée à partir de plantes du genre Cymbidium et nommée BBs-27. L'identification moléculaire a montré la plus grande similarité avec la sous-espèce Bacillus subtilis. De nombreuses espèces de Bacillus ont une activité antibactérienne à large spectre, notamment Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus cereus, Bacillus amyloliquefaciens et Bacillus cereus.
La fermentation des substances antibactériennes est fortement influencée par le milieu de culture et les facteurs environnementaux. L'optimisation de la composition du milieu de culture et des conditions de fermentation peut augmenter le rendement des substances antibactériennes. Liu et al. ont fait fermenter le Mohewei J7 avec un milieu optimisé, et le rendement en substances antibactériennes a augmenté de 38,89%. Chen et al. ont optimisé le milieu de fermentation de la souche Bacillus amyloliquefaciens SC1150, et le diamètre de la zone antibactérienne contre la race physiologique 4 de la maladie du flétrissement du bananier est passé de 23,31 à 28,33. Dans cette étude, à l'exception du milieu contenant 2,5% à 3,0% de xylose, qui n'a produit aucune substance antibactérienne, toutes les autres additions de sucre ont pu promouvoir la production de substances antibactériennes ; LB ne contient que de l'azote organique, et l'ajout de 0,05% de source d'azote inorganique (NH4) 2HPO4 peut améliorer l'activité antibactérienne. Après optimisation, le taux d'activité antibactérienne est passé de 51,57% à 88,06%, et le rendement en lipopeptides était de 0,6 g (poids sec)/L, ce qui était supérieur à celui de Bacillus subtilis HS-A38 et de la souche mutante. Zhang et al Les conditions de production de lipopeptides dans Subtilis ATCC2133 ont été optimisées, et la teneur a été déterminée à 4,885 g/L par HPLC, ce qui peut être lié à la souche et à la méthode de détection.
Il existe différents micro-organismes qui produisent des lipopeptides antimicrobiens, tels que les bactéries, les actinomycètes, les champignons, etc. Parmi eux, Bacillus est le genre qui produit le plus de lipopeptides. Les différents micro-organismes produisent des lipopeptides dont la structure, les caractéristiques et les effets antibactériens diffèrent. Les substances antibactériennes produites par les BBs-27 utilisées dans cette étude présentent une certaine résistance aux températures élevées et une certaine désactivation à ces mêmes températures, ce qui indique qu'il existe plusieurs types de substances antibactériennes, mais que la principale substance antibactérienne résiste au traitement à haute température (121 ℃). Sur la base des propriétés physicochimiques des lipopeptides et de l'effet antibactérien des lipopeptides dans cette expérience, on suppose que la substance antibactérienne produite par les BBs-27 est principalement constituée de lipopeptides. Une autre partie de la recherche effectuée suggère que d'autres substances antibactériennes inactivées à haute température pourraient être des protéines, et des recherches supplémentaires sur les protéines antibactériennes et les structures peptidiques sont nécessaires.