摘 要：【目的】瓜列當(dāng)是全寄生惡性雜草，貝萊斯芽孢桿菌JTB8-2能夠有效防除瓜列當(dāng)，探明其作用機(jī)制可以為該菌株的田間應(yīng)用提供理論依據(jù)。【方法】采用盆栽、酶活測定及超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)合（UHPLC-MRM-MS/MS）技術(shù)，分析貝萊斯芽孢桿菌JTB8-2誘導(dǎo)番茄抗瓜列當(dāng)機(jī)制?！窘Y(jié)果】貝萊斯芽孢桿菌JTB8-2發(fā)酵液處理在番茄移栽后20、30和40 d時，寄生的瓜列當(dāng)結(jié)節(jié)數(shù)量分別為0.33、0.17和0.33個/株，較NB培養(yǎng)基處理分別減少了50.75%、79.52%和50.75%，較清水對照分別減少了81.67%、96.96%和95.54%。菌株發(fā)酵液澆灌番茄植株3、20和30 d后，番茄根部過氧化氫酶（CAT）活性均高于NB培養(yǎng)基處理和清水對照；番茄根系中28種植物激素類代謝物中 11種代謝物含量具有差異，菌株JTB8-2處理的番茄根系中細(xì)胞分裂素類與生長素類化合物含量高于清水對照。【結(jié)論】菌株JTB8-2處理的番茄根系中過氧化氫酶活性、細(xì)胞分裂素與生長素相關(guān)激素的增加誘導(dǎo)了番茄系統(tǒng)抗性，減少了瓜列當(dāng)寄生量。

關(guān)鍵詞：瓜列當(dāng)；貝萊斯芽孢桿菌；防御酶；代謝組學(xué)；誘導(dǎo)抗性

中圖分類號：S641.2；S188 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-4330（2024）10-2396-12

收稿日期（Received）：2024-04-10

基金項(xiàng)目：新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2022D01A91）；農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新穩(wěn)定支持項(xiàng)目（xjnkywdzc-2022004）；新疆現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（XJARS-07）

作者簡介：朱夏芬（1999-），女，山西晉城人，碩士研究生，研究方向?yàn)榱挟?dāng)生物防治，（E-mail）1845724579@qq.com

通訊作者：李克梅（1972-），女，江蘇如皋人，教授，博士，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槭卟瞬『胺乐?，（E-mail）likemei@xjau.edu.cn

許建軍（1972-），男，河南孟津人，研究員，研究方向?yàn)槭卟瞬∠x害防治，（E-mail）xjj72@163.com

0 引 言

【研究意義】列當(dāng)是列當(dāng)科（Orobanchaceae）列當(dāng)屬（Orobanche L.）的全寄生植物，其寄主范圍廣泛，可為害茄科（Solanaceae）、葫蘆科（Cucurbitaceae）、豆科（Leguminosae）、傘形科（Umbelliferae）和菊科（Compositae）等作物。列當(dāng)靠吸收寄主植物養(yǎng)分、生長激素和水分維持自身生長^{［1，2］}，造成寄主作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降。近年來，瓜列當(dāng)已經(jīng)成為嚴(yán)重影響新疆加工番茄產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的惡性雜草^［3］。探明貝萊斯芽孢桿菌JTB8-2作用機(jī)制，對田間防除瓜列當(dāng)有實(shí)際意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前列當(dāng)防治措施主要包括化學(xué)除草劑防治、培育抗性品種、種植誘捕作物、人工拔除等，這些方法均防治效果不佳，費(fèi)工費(fèi)時等問題。近年來利用微生物防治列當(dāng)?shù)难芯咳找嬖龆啵蝹サ?sup>［4， 5^］報道貝萊斯芽孢桿菌（B. velezensis）JTB8-2發(fā)酵液可有效抑制瓜列當(dāng)種子萌發(fā)；Iasur等^{［6， 7］}發(fā)現(xiàn)銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）PhelS10在植物組織的間隙中形成生物膜，降低列當(dāng)?shù)募纳?yīng)；王亞嬌等^{［8， 9］}報道尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum）Br-2可顯著降低分支列當(dāng)寄生率和寄生數(shù)量；陳杰等^［10］報道灰黃青霉（Penicillium griseofulvum）CF3發(fā)酵液能有效抑制瓜列當(dāng)種子萌發(fā)與芽管伸長。研究者通過開展室內(nèi)和田間試驗(yàn)，探明了部分生防菌對列當(dāng)防治效果，然而對其作用機(jī)制鮮有報道。貝萊斯芽孢桿菌廣泛應(yīng)用于植物病害防治，申云鑫等^［11］發(fā)現(xiàn)貝萊斯芽孢桿菌SH-1471具有srfA、fenB、ituA、ituD、bymA等抗生素合成基因，能夠有效降低番茄枯萎病的發(fā)病率；馬爽^［12］研究表明，貝萊斯芽孢桿菌K-9增加了馬鈴薯根的保護(hù)酶活性，誘導(dǎo)了植株對瘡痂病的抗性，減少馬鈴薯瘡痂病發(fā)生；蘭成忠^［13］報道菌株FJ17-4通過增加根際土壤有益微生物種類、誘導(dǎo)植株抗性對黃瓜枯萎病菌起到防治作用。【本研究切入點(diǎn)】利用貝萊斯芽孢桿菌對植物病害進(jìn)行防治已取得較好應(yīng)用效果，但在防治瓜列當(dāng)方面研究較少。貝萊斯芽孢桿菌JTB8-2在盆栽和田間試驗(yàn)中能夠減少瓜列當(dāng)寄生量，但是其作用機(jī)制尚不明確。需探明其作用機(jī)制可以為該菌株的田間應(yīng)用提供理論依據(jù)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】采用盆栽、酶活測定及超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)合（UHPLC-MRM-MS/MS）技術(shù)，分析貝萊斯芽孢桿菌JTB8-2誘導(dǎo)番茄抗瓜列當(dāng)機(jī)制，在前期研究基礎(chǔ)上探明貝萊斯芽孢桿菌JTB8-2誘導(dǎo)番茄對瓜列當(dāng)抗性機(jī)制，為貝萊斯芽孢桿菌JTB8-2的開發(fā)應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)第61卷 第10期朱夏芬等：基于防御酶與代謝組學(xué)分析貝萊斯芽孢桿菌JTB8-2誘導(dǎo)番茄拮抗瓜列當(dāng)機(jī)制

1 材料與方法

1.1 材 料

貝萊斯芽孢桿菌（B. velezensis）JTB8-2分離自新疆吉木薩爾縣工業(yè)番茄田瓜列當(dāng)根際土壤；供試番茄品種為屯河1902；瓜列當(dāng)種子采集自新疆昌吉州吉木薩爾縣加工番茄田；GR24（北京酷來搏科有限公司）；酶活試劑盒（蘇州格銳思生物科技有限公司）。

1.2 方 法

1.2.1 盆栽試驗(yàn)

將保存的菌株轉(zhuǎn)接于 NA（牛肉膏3 g，蛋白胨7 g，NaCl 5 g，瓊脂粉18 g，蒸餾水1 000 mL）平板中，28℃培養(yǎng) 48 h，使用滅菌槍頭將單菌落轉(zhuǎn)接于100 mL NB（牛肉膏 3 g，蛋白胨 7 g，NaCl 5 g，蒸餾水 1 000 mL）培養(yǎng)基中，28℃，180 r/min振蕩培養(yǎng) 48 h 后即為種子發(fā)酵液。將種子發(fā)酵液轉(zhuǎn)接于裝有 3 L NB 培養(yǎng)基中，28 °C、180 r/min 振蕩培養(yǎng)72 h，稀釋濃度至 10⁸ CFU/mL。

番茄采用穴盤基質(zhì)育苗，番茄苗4～6片真葉時移至直徑為12 cm的塑料盆。盆栽試驗(yàn)設(shè)3個處理，分別是菌株JTB8-2處理、NB培養(yǎng)基處理和清水對照組，每處理24次重復(fù)。分別在番茄苗移栽0、7和14 d時澆灌菌液、NB液體培養(yǎng)基和清水。菌株JTB8-2和NB培養(yǎng)基處理每盆分別澆灌100 mL菌液（濃度為1×10⁸CFU/mL）和NB液體培養(yǎng)基，對照組加入等量清水。分別在澆灌菌液處理后3、20、30和40 d 時每處理拔出6株番茄植株，沖洗根部，調(diào)查瓜列當(dāng)寄生數(shù)量，同時收集番茄根系，沖洗干凈后75%酒精消毒30s，液氮冷凍后保存至-80℃，備用。

1.2.2 番茄根系酶活性

將收集保存的番茄根系，按照蘇州格銳思生物科技有限公司試劑盒說明，測量番茄根部的苯丙氨酸解氨酶（L-phenylalanine ammonia-lyase，PAL）、過氧化物酶（Peroxidase， POD）、超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）、多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）和過氧化氫酶（Catalase，CAT）酶活。

1.2.3 代謝組學(xué)

采用超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)合分析（UHPLC-MRM-MS/MS）方法，測定收集保存的番茄根系中的28種植物激素類目標(biāo)代謝物含量，樣品由北京百邁客生物科技有限公司檢測。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010統(tǒng)計整理數(shù)據(jù)和圖表制作，采用SPSS 23.0進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理下番茄鮮重、株高和瓜列當(dāng)寄生量的變化

研究表明，在番茄苗移栽20、30和40 d時，菌株JTB8-2處理、NB處理和清水對照的番茄株高和鮮重均無顯著差異，但菌株JTB8-2處理的番茄植株瓜列當(dāng)結(jié)節(jié)數(shù)量最少。番茄苗移栽20 d時，清水對照番茄植株寄生的瓜列當(dāng)結(jié)節(jié)數(shù)量為1.8個/株，NB處理為0.67個/株，菌株JTB8-2處理為0.33個/株，菌株JTB8-2處理番茄植株瓜列當(dāng)寄生結(jié)節(jié)數(shù)量較NB處理減少了50.75%，較清水對照減少了81.67%；30d時清水對照處理寄生的瓜列當(dāng)結(jié)節(jié)數(shù)量為5.6個/株，NB處理為0.83個/株，菌株JTB8-2處理為0.17個/株，菌株JTB8-2處理番茄植株瓜列當(dāng)寄生結(jié)節(jié)數(shù)量較NB處理減少了79.52%，相比清水對照降低了96.96%；40 d時清水對照處理寄生的瓜列當(dāng)結(jié)節(jié)數(shù)量為7.4個/株，NB處理為0.67個/株，菌株JTB8-2處理為0.33個/株，菌株JTB8-2處理番茄植株瓜列當(dāng)寄生結(jié)節(jié)數(shù)量較NB處理減少了50.75%，較清水對照降低了95.54%。圖1，圖2

2.2 番茄植株不同時期防御酶活性變化

研究表明，在第3、20和30 d時菌株JTB8-2處理的番茄根系內(nèi)過氧化氫酶（CAT）活性高于NB培養(yǎng)基處理和清水對照，在 40 d時低于其他兩個處理（圖3A）；菌株JTB8-2處理的番茄根系內(nèi)苯丙氨酸解氨酶（PAL）在第3和20 d時，活性高于清水對照，但在30 d時較清水對照降低了77.42%，40 d時較清水對照降低了72.98%（圖3B）；菌株JTB8-2處理的過氧化物酶（POD）活性在3和40 d時低于對照處理，在20和30 d時高于對照處理（圖3C）；菌株JTB8-2處理的番茄根系內(nèi)多酚氧化酶（PPO）活性在3、20和30 d時均低于NB培養(yǎng)基與清水對照處理，在40 d時顯著高于清水對照，與NB培養(yǎng)基處理無顯著差異（圖3D）；菌株JTB8-2處理的超氧化物歧化酶（SOD）活性在3 d時顯著低于清水對照，在20 d時活性高于清水對照，30和40 d時與對照差異不顯著，但顯著低于NB培養(yǎng)基處理（圖3E）。圖3

2.3 番茄根系代謝組學(xué)

2.3.1 儀器穩(wěn)定性

研究表明，所有目標(biāo)化合物均呈對稱色譜峰，各個目標(biāo)化合物的色譜分離，目標(biāo)化合物在生物樣品與標(biāo)準(zhǔn)品溶液中的保留時間及色譜峰形均無明顯差異。質(zhì)譜對同一樣品不同時間檢測時，信號穩(wěn)定性較好，獲得的數(shù)據(jù)可靠。試驗(yàn)基于UHPLC-MRM-MS/MS檢測的代謝組學(xué)方法具有良好的重現(xiàn)性。圖4，圖5

2.3.2 番茄根部植物激素類代謝差異物

研究表明，從不同時期各處理的番茄根系中共檢測到1-氨基環(huán)丙烷羧酸、吲哚-3-乙酸、順式-玉米素、異戊烯基腺苷、反式玉米素核苷、褪黑素、水楊酸、3-吲哚甲醛、茉莉酸、二氫茉莉酸和脫落酸等11種植物激素類目標(biāo)代謝物，其中細(xì)胞分裂素類化合物有3種，生長素類化合物有2種，茉莉酸類化合物有2種，其他植物激素有4種。表1

菌株JTB8-2處理的番茄根系在第3 d順式-玉米素（Cis-Zeatin）含量顯著高于清水對照，是清水對照的2.64倍，第30 d在培養(yǎng)基和清水處理的番茄根系中均未檢測到順式-玉米素，僅在菌株處理的番茄根部檢測到，20和40 d時3種處理根部全部未檢測到該物質(zhì)（圖6A）；菌株JTB8-2處理的番茄根系中異戊烯基腺苷（Isopentenyl adenosine）含量在3、20和30 d時均高于清水對照，分別為清水對照的1.02、1.84和1.94倍，在40 d時菌株處理的番茄根系中異戊烯基腺苷含量低于培養(yǎng)基處理和清水對照處理（圖6B）；菌株JTB8-2處理的番茄根系中反式玉米素核苷（trans-Zeatin-riboside）含量在20、30 d時分別為清水對照的2.76和1.71倍，3和40 d時低于清水對照但差異不顯著（圖6C）。菌株JTB8-2處理后番茄根部中3種細(xì)胞分裂素類化合物含量在20和30 d時均高于清水對照和NB培養(yǎng)基處理。圖6

菌株JTB8-2處理的番茄根部中3-吲哚甲醛（Indole-3-carboxaldehyde）含量在3和20 d時分別為73.36和28.43 ng/g，高于清水對照和NB培養(yǎng)基處理，30和40 d時低于清水對照和NB培養(yǎng)基處理（圖7A）；菌株處理的番茄根部中吲哚-3-乙酸（Indole-3-acetic acid）含量在3、20和30 d時高于清水對照處理，40 d時該物質(zhì)含量低于清水對照與NB培養(yǎng)基處理（圖7B）。圖7

菌株JTB8-2處理的番茄根部中茉莉酸（Jasmonic acid）含量在3和30 d時低于清水對照與NB培養(yǎng)基處理，20和40 d時顯著高于清水對照和NB培養(yǎng)基處理（圖8A）；菌株處理的番茄根部中二氫茉莉酸（Dihydrojasmonic acid）含量在3和40 d時高于清水對照，20和30 d時低于清水對照和NB培養(yǎng)基處理（圖8B）。菌株JTB8-2處理后番茄根部中生長素類化合物含量在3和20 d時均高于清水對照。圖8

菌株JTB8-2處理的番茄根部中水楊酸（Salicylic acid）含量在3 d時高于清水對照，在20、30和40 d時均低于清水對照（圖9A）；菌株處理的番茄根部中脫落酸（Abscisic acid）含量在3、20和40 d時高于清水對照，30 d時低于清水對照（圖9B）；菌株處理的番茄根部中1-氨基環(huán)丙烷羧（1-Aminocyclopropanecarboxylic acid）含量在3、20和40 d時均高于清水對照，30 d時低于清水對照處理（圖9C）；菌株處理的番茄根部中褪黑素（Dmelatonine）含量在3 d時高于清水對照和NB培養(yǎng)基處理，其他時期均低于清水對照（圖9D）。圖9

3 討 論

3.1 微生物防治列當(dāng)具有安全性高、無殘留和不易產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)點(diǎn)，因此微生物防治列當(dāng)?shù)难芯咳找嬖龆?sup>［14^］。Mcerlean等^［15］報道灰黃青霉菌DRPG產(chǎn)生的代謝物中展青霉素和灰黃霉素抑制了向日葵列當(dāng)和瓜列當(dāng)種子的萌發(fā)；Mehmet等^［16］發(fā)現(xiàn)尖孢鐮刀菌可通過產(chǎn)生活性氧，顯著且不可逆的DNA遺傳毒性障礙、破壞蛋白質(zhì)合成和代謝以及誘導(dǎo)列當(dāng)細(xì)胞凋亡來傷害其宿主。貝萊斯芽孢桿菌對環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)性，具有可在植物或土壤中大量繁殖和定殖、競爭營養(yǎng)位點(diǎn)和空間位點(diǎn)、誘導(dǎo)抗性、促生、增產(chǎn)和拮抗等特性，廣泛用于植物病害防治^{［17， 18］}。試驗(yàn)研究中貝萊斯芽孢桿菌 JTB8-2 菌株在防治瓜列當(dāng)方面具有重要的應(yīng)用價值，其發(fā)酵液可以作為一種綠色、高效、安全的防治方法為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供新的選擇。

許多微生物通過改變寄主自身防御酶活性來誘導(dǎo)植株抗性，從而減少列當(dāng)寄生。Chen等^［19］發(fā)現(xiàn)淡紫褐鏈霉菌通過提高向日葵根系多酚氧化酶活性，獲得對向日葵列當(dāng)?shù)目剐裕籑abrouk等^［20］報道根瘤菌提高豌豆中多酚氧化酶和過氧化物酶活性，使豌豆根部產(chǎn)生更多的酚類化合物和木質(zhì)素進(jìn)而增強(qiáng)對鋸齒列當(dāng)抗性。CAT可通過調(diào)控植株體內(nèi)H₂O₂穩(wěn)態(tài)來調(diào)節(jié)植物免疫反應(yīng)^［21］；POD參與植物體內(nèi)許多生理生化反應(yīng)，減少外界脅迫對植物的傷害，提高植物的抗逆性^［22］；PAL與木質(zhì)素、植保素、軟木脂、植物抗毒素和水楊酸的生物合成有關(guān)，有助于加固細(xì)胞結(jié)構(gòu)獲得抗性^［23］。研究加入貝萊斯芽孢桿菌JTB8-2發(fā)酵液后，番茄根部在處理后3、20和30 d時CAT、POD與PAL酶活性提高，POD和CAT等酶共同構(gòu)成植物體內(nèi)的抗氧化防御系統(tǒng)，菌株可能通過提高CAT和POD活性減少有害H₂O₂含量^［24］，阻礙了瓜列當(dāng)?shù)募纳?。瓜列?dāng)種子吸器通過穿透植物根部韌皮部和木質(zhì)部才能完成寄生，PAL升高表明貝萊斯芽孢桿菌JTB8-2可通過增加了番茄細(xì)胞壁厚度、組織木質(zhì)化程度，提高瓜列當(dāng)芽管穿透番茄根部的難度，減少瓜列當(dāng)寄生。在40 d時CAT、POD和PAL活性降低可能由于距離菌株處理后時間較長，番茄根部貝萊斯芽孢桿菌數(shù)量降低，誘導(dǎo)植株抗性作用減弱。

3.2 寄生雜草與寄主間物質(zhì)流動是通過吸器來完成的， 吸器一直受到許多學(xué)者的關(guān)注，黃建中等^［25］研究表明，在外源激素誘導(dǎo)日本菟絲子形成吸器過程中，細(xì)胞分裂素可使吸器形成的時間縮短；姚東瑞等^［26］發(fā)現(xiàn)，無根藤吸器發(fā)育過程中吸器發(fā)育與細(xì)胞分裂素密切相關(guān)； Billard等^［27］用細(xì)胞分裂素處理的 P. ramosa微愈傷組織置于寄主番茄根部后，顯著增加了微愈傷對寄主根的侵襲力；田芳等^［28］發(fā)現(xiàn)細(xì)胞分裂素合成相關(guān)基因在吸器細(xì)胞與寄主維管束連接過程中高表達(dá)。研究通過對菌株JTB8-2處理后的番茄根系進(jìn)行代謝組學(xué)分析，番茄根部細(xì)胞分裂素與生長素相關(guān)激素含量在前期增加，后期降低?？赡芮捌诩?xì)胞分裂素與生長素含量增加促進(jìn)了瓜列當(dāng)吸器的形成，后期這兩種激素含量的降低抑制了瓜列當(dāng)吸器的形成，從而減少瓜列當(dāng)寄生量。

3.3 細(xì)胞分裂素和生長素是調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育和對環(huán)境脅迫反應(yīng)的兩種經(jīng)典激素^［29］，并對植物側(cè)根啟動有拮抗作用^［30］，表明細(xì)胞分裂素與生長素對于瓜列當(dāng)寄生過程具有重要作用。細(xì)胞分裂素在瓜列當(dāng)寄生番茄過程中的作用尚不清楚，但已有研究表明，可能涉及到植物的生長、分化和發(fā)育等多個方面^［31-33］。未來的研究需要深入探討細(xì)胞分裂素與生長素在瓜列當(dāng)寄生番茄中的作用機(jī)制，以更好地理解寄主植物生長發(fā)育和寄生的關(guān)系。

4 結(jié) 論

4.1 貝萊斯芽孢桿菌JTB8-2菌株發(fā)酵液處理在20 d時番茄植株瓜列當(dāng)寄生量相比清水對照和NB培養(yǎng)基處理分別降低了81.67%和50.75%，30 d時分別降低了96.96%和79.52%，40 d時分別降低了95.54%和50.75%。貝萊斯芽孢桿菌JTB8-2發(fā)酵液在盆栽試驗(yàn)條件下能夠顯著減少番茄植株瓜列當(dāng)寄生量。

4.2 菌株發(fā)酵液澆灌番茄植株3、20和30 d后，番茄根部過氧化氫酶（CAT）活性均高于NB培養(yǎng)基處理和清水對照；番茄根系中28種植物激素類代謝物中11種代謝物含量具有差異，菌株JTB8-2處理的番茄根系中細(xì)胞分裂素類與生長素類化合物含量高于清水對照。番茄根系中過氧化氫酶活性提高及細(xì)胞分裂素、生長素相關(guān)激素含量增加可能是誘導(dǎo)番茄植株拮抗瓜列當(dāng)主要因素。

參考文獻(xiàn)（References）

［1］陰知勤， 周桂玲. 新疆高等寄生植物（二）——列當(dāng)科［J］.八一農(nóng)學(xué)院學(xué)報， 1993， 16（1）： 48-54.

YIN Zhiqin， ZHOU Guiling. A higher parasitic plant in Xinjiang （II）—Orabanchaceae［J］.Journal of Xinjiang Agricultural University， 1993， 16（1）： 48-54.

［2］ 吳海榮， 強(qiáng)勝. 檢疫雜草列當(dāng)（Orobanche L.）［J］.雜草科學(xué)， 2006， 24（2）： 58-60.

WU Hairong， QIANG Sheng. The quarantine weed Orobanche L［J］.Weed Science， 2006， 24（2）： 58-60.

［3］ 姚兆群， 曹小蕾， 付超， 等. 新疆列當(dāng)?shù)姆N類、分布及其防治技術(shù)研究進(jìn)展［J］.生物安全學(xué)報， 2017， 26（1）： 23-29.

YAO Zhaoqun， CAO Xiaolei， FU Chao， et al. Review of the distribution and management technology of various Orobanche L. species in Xinjiang， China［J］.Journal of Biosafety， 2017， 26（1）： 23-29.

［4］ 何偉， 羅文芳， 許建軍， 等. 貝萊斯芽胞桿菌JTB8-2的篩選、鑒定及其對瓜列當(dāng)拮抗作用研究［J］.中國生物防治學(xué)報， 2020， 36（5）： 786-794.

HE Wei， LUO Wenfang， XU Jianjun， et al. Screening， identification and antagonistic effect of Bacillus velezensis JTB8-2 on orobanch eaegyptaica［J］.Chinese Journal of Biological Control， 2020， 36（5）： 786-794.

［5］ 何偉， 羅文芳， 周軍輝， 等. 貝萊斯芽孢桿菌JTB8-2對加工番茄促生作用及其安全性評價［J］.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2022， 59（5）： 1260-1269.

HE Wei， LUO Wenfang， ZHOU Junhui， et al. Growth promoting effect and safety evaluation of Bacillus velezensis JTB8-2 on processed tomato［J］.Xinjiang Agricultural Sciences， 2022， 59（5）： 1260-1269.

［6］ Iasur Kruh L， Bari V K， Abu-Nassar J， et al. Characterization of an endophytic bacterium （Pseudomonas aeruginosa）， originating from tomato （Solanum lycopersicum L.）， and its ability to inhabit the parasitic weed Phelipanche aegyptiaca［J］.Plant Signaling amp; Behavior， 2020， 15（7）： 1766292.

［7］ Iasur Kruh L， Lahav T， Abu-Nassar J， et al. Host-Parasite-Bacteria triangle： the microbiome of the parasitic weed Phelipanche aegyptiaca and tomato- Solanum lycopersicum （mill.） as a host［J］.Frontiers in Plant Science， 2017， 8： 269.

［8］ 王亞嬌， 紀(jì)莉景， 栗秋生， 等. 生物除草菌劑Br^-2對番茄列當(dāng)?shù)姆乐涡Ч跩］.中國蔬菜， 2017，（4）： 65-68.

WANG Yajiao， JI Lijing， LI Qiusheng， et al. Control efficacy of microbial herbicide Br-2 against Orobanche aegyptiaca［J］.China Vegetables， 2017，（4）： 65-68.

［9］ 王亞嬌， 紀(jì)莉景， 栗秋生， 等. 多功能列當(dāng)生防鐮刀菌的篩選及種類鑒定［J］.中國生物防治學(xué)報， 2016， 32（6）： 788-793.

WANG Yajiao， JI Lijing， LI Qiusheng， et al. Isolation and identification of multifunction Bio-control agent Fusarium against Orobanche cernua［J］.Chinese Journal of Biological Control， 2016， 32（6）： 788-793.

［10］ 陳杰， 馬永清， 郭振國， 等. 灰黃青霉對瓜列當(dāng)?shù)姆佬Ъ皩Ψ迅鶇^(qū)土壤微生物的影響［J］.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報（中英文）， 2019， 27（5）： 766-773.

CHEN Jie， MA Yongqing， GUO Zhenguo， et al. Effect of Penicillium griseofulvum on control of Orobanche aegyptiaca and microorganisms in rhizosphere soils of tomato［J］.Chinese Journal of Eco-Agriculture， 2019， 27（5）： 766-773.

［11］ 申云鑫， 施竹鳳， 李銘剛， 等. 貝萊斯芽孢桿菌SH-1471發(fā)酵條件優(yōu)化及其番茄枯萎病的防治效果［J］.微生物學(xué)報， 2024， 64（1）： 220-237.

SHEN Yunxin， SHI Zhufeng， LI Minggang， et al. Bacillus velezensis SH-1471： optimization of fermentation conditions and evaluation of the biocontrol effect on tomato Fusarium wilt［J］.Acta Microbiologica Sinica， 2024， 64（1）： 220-237.

［12］ 馬爽. 貝萊斯芽孢桿菌K-9的篩選及其對馬鈴薯瘡痂病生防機(jī)制的研究［D］.大慶： 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)， 2023.

MA Shuang. Screening of Bacillus Velezensis K-9 and Its Biocontrol Mechanism against Potato Scab Disease［D］.Daqing： Heilongjiang Bayi Agricultural University， 2023.

［13］ 蘭成忠. 黃瓜枯萎病菌LAMP檢測及貝萊斯芽孢桿菌FJ17-4生防機(jī)制研究［D］.南昌： 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2021.

LAN Chengzhong. LAMP Detection of Fusarium Oxysporum f.sp. cucumerinum Causing Cucumber Fusarium Wilt and Biological Control Mechanism of the Bacillus Velezensis FJ17-4［D］.Nanchang： Jiangxi Agricultural University， 2021.

［14］ He W， Li Y， Luo W F， et al. Herbicidal secondary metabolites from Bacillus velezensis JTB8-2 against Orobanche aegyptiaca［J］.AMB Express， 2022， 12（1）： 52.

［15］ Chen J， Wei J， Gao J M， et al. Allelopathic inhibitory effects of Penicillium griseofulvum produced patulin on the seed germination of Orobanche cumana Wallr. and Phelipanche aegyptiaca Pers［J］.Allelopathy Journal， 2017， 41（1）： 65-80.

［16］ Aybeke M. Fusarium infection causes genotoxic disorders and antioxidant-based damages in Orobanche spp［J］.Microbiological Research， 2017， 201： 46-51.

［17］ 孫正祥， 曹帥， 王藍(lán)琴， 等. 貝萊斯芽孢桿菌D61-A對水稻根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響［J］.長江大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2023， 20（2）： 113-120.

SUN Zhengxiang， CAO Shuai， WANG Lanqin， et al. Effects on bacterial community structure of the rhizosphere soil of rice plant treated by Bacillus velezensis D61-A［J］.Journal of Yangtze University （Natural Science Edition）， 2023， 20（2）： 113-120.

［18］ 尉婧， 王碧香， 李詩瑤， 等. 貝萊斯芽孢桿菌（Bacillus velezensis）的研究進(jìn)展［J］.天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報， 2022， 29（4）： 86-91.

WEI Jing， WANG Bixiang， LI Shiyao， et al. Advances in the study of Bacillus velezensis［J］.Journal of Tianjin Agricultural University， 2022， 29（4）： 86-91.

［19］ Chen J， Xue Q H， McErlean C S P， et al. Biocontrol potential of the antagonistic microorganism Streptomyces enissocaesilis against Orobanche cumana［J］.BioControl， 2016， 61（6）： 781-791.

［20］ Mabrouk Y， Zourgui L， Sifi B， et al. Some compatible Rhizobium leguminosarum strains in peas decrease infections when parasitised by Orobanche crenata［J］.Weed Research， 2007， 47（1）： 44-53.

［21］ 劉聰， 鄧宇宏， 劉選明， 等. 過氧化氫酶在植物生長發(fā)育和脅迫響應(yīng)中的功能研究進(jìn)展［J］.生命科學(xué)研究， 2023， 27（2）： 128-138.

LIU Cong， DENG Yuhong， LIU Xuanming， et al. Research advances in the function of catalase in plant growth， development and stress response［J］.Life Science Research， 2023， 27（2）： 128-138.

［22］ 趙龍飛， 徐亞軍， 邵璇， 等. 兩株內(nèi)生芽孢桿菌對鹽脅迫下大豆幼苗超氧化物歧化酶和過氧化物酶活性影響［J］.微生物學(xué)通報， 2022， 49（5）： 1664-1677.

ZHAO Longfei， XU Yajun， SHAO Xuan， et al. Two endophytic Bacillus strains from soybean nodules affect superoxide dismutase and peroxidase activities in soybean seedlings under salt stress［J］.Microbiology China， 2022， 49（5）： 1664-1677.

［23］ 王軍， 趙桂琴， 柴繼寬， 等. BYDV侵染對燕麥抗氧化防御酶、苯丙氨酸解氨酶及多酚類氧化酶的影響［J］.草地學(xué)報， 2020， 28（1）： 56-63.

WANG Jun， ZHAO Guiqin， CHAI Jikuan， et al. Effects of BYDV infection on antioxidant enzymes， phenylalanine ammonia lyase and polyphenol oxidase in oat［J］.Acta Agrestia Sinica， 2020， 28（1）： 56-63.

［24］ 祁靜靜， 秦秀娟， 謝宇， 等. 過氧化氫酶基因CsKat01與柑橘潰瘍病相關(guān)性分析［J］.園藝學(xué)報， 2021， 48（1）： 26-36.

QI Jingjing， QIN Xiujuan， XIE Yu， et al. Correlation analysis of Citrus catalase gene CsKat01 and Citrus canker disease［J］.Acta Horticulturae Sinica， 2021， 48（1）： 26-36.

［25］ 黃建中， 李揚(yáng)漢. 外源細(xì)胞分裂素誘導(dǎo)日本菟絲子形成吸器與鈣調(diào)素的關(guān)系［J］.西北植物學(xué)報， 1991， 11（2）： 116-121， 182.

HUANG Jianzhong， LI Yanghan. Relationship between haustorial formation of cuscuta japonica induced by exogenous cytokinin and calmodulin［J］.Acta Botanica Boreali-occidentalia Sinica， 1991， 11（2）： 116-121， 182.

［26］ 姚東瑞， 鄭曉明， 黃建中， 等. 寄生植物無根藤吸器發(fā)育過程中酸性磷酸酯酶與細(xì)胞分裂素變化的研究［J］.植物學(xué)報， 1994， 36（3）： 170-174.

YAO Dongrui， ZHENG Xiaoming， HUANG Jianzhong， et al. Changes of acid phosphatase and cytokininsduring haustorial development of theparasitic plant cassytha filiformis L［J］.Journal of Integrative Plant Biology， 1994， 36（3）： 170-174.

［27］ Billard E， Goyet V， Delavault P， et al. Cytokinin treated microcalli of Phelipanche ramosa： an efficient model for studying haustorium formation in holoparasitic plants［J］.Plant Cell， Tissue and Organ Culture （PCTOC）， 2020， 141（3）： 543-553.

［28］ 田芳. 分枝列當(dāng)吸器形成過程顯微觀察及影響其形成相關(guān)基因的篩選分析［D］.石河子： 石河子大學(xué)， 2022.

TIAN Fang. Microscopic Observate to Haustorium Formation Process of Phelipanche Aegyptiaca and Screen for Genes That Affects Its Formation［D］.Shihezi： Shihezi University， 2022.

［29］ de Wit M， Lorrain S， Fankhauser C. Auxin-mediated plant architectural changes in response to shade and high temperature［J］.Physiologia Plantarum， 2014， 151（1）： 13-24.

［30］ Bielach A， Podlesáková K， Marhavy P， et al. Spatiotemporal regulation of lateral root organogenesis in Arabidopsis by cytokinin［J］.The Plant Cell， 2012， 24（10）： 3967-3981.

［31］ Glanz-Idan N， Tarkowski P， Tureková V， et al. Root-shoot communication in tomato plants： cytokinin as a signal molecule modulating leaf photosynthetic activity［J］.Journal of Experimental Botany， 2020， 71（1）： 247-257.

［32］ 陳兆玉， 王永， 丁靜， 等. 細(xì)胞分裂素受體基因SlHK4突變對番茄抗旱性的影響［J］.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報， 2022， 45（2）： 235-243.

CHEN Zhaoyu， WANG Yong， DING Jing， et al. Effects of cytokinin receptor gene SlHK4 mutation on drought resistance of tomato［J］.Journal of Nanjing Agricultural University， 2022， 45（2）： 235-243.

［33］ Liu C F， Yang N， Teng R M， et al. Exogenous methyl jasmonate and cytokinin antagonistically regulate lignin biosynthesis by mediating CsHCT expression in Camellia sinensis［J］.Protoplasma， 2023， 260（3）： 869-884.

Metabolomics analysis of Bacillus velezensis JTB8-2 induced tomato antagonism towards Orobanche aegyptiaca based on defense enzyme

ZHU Xiafen^{1， 2}， HE Wei²， LUO Wenfang²， ZHOU Junhui²， LI Kemei¹， XU Jianjun²

（1. College of Agriculture， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China；2. Key Laboratory of Integrated Pest Management on Crops in Northwestern Oasis Ministry of Agriculture/Xinjiang Key Laboratory of Agricultural Biosafety/Institute of Plant Protection/Xinjiang Academy of Agricultural Sciences， Urumqi 830091， China）

Abstract：【Objective】 Orobanche aegyptiaca is a completely parasitic， malignant weed. Bacillus velezensis JTB8-2 demonstrates potent inhibitory capabilities against O. aegyptiaca. Investigating its mechanism， so research into it might provide a solid theoretical foundation for the application of this strain in the field. 【Methods】 In order to investigate the molecular mechanism of B. elezensis JTB8-2-induced resistance to O. aegyptiaca in tomato， we employed pot culture， enzyme activity assays， and ultra-high performance liquid chromatography-mass spectrometry （UHPLC-MRM-MS/MS）.【Results】 The findings revealed that the application of B. elezensis JTB8-2 fermentation broth to tomatoes at 20， 30， and 40 days after transplantation resulted in a parasitic O. aegyptiaca tubercle count of 0.33， 0.17， and 0.33， respectively. This represented a reduction of 81.67%， 96.96%， and 95.54% compared to the control group， and a reduction of 50.75%， 79.52%， and 50.75%， respectively， compared to the NB medium treatment. The catalase （CAT） activity of tomato roots was found to be higher than that of both the medium treatment and water control group after 3， 20， and 30 days. Moreover， differences were observed in the content of 11 metabolites among 28 plant hormone metabolites in tomato roots. The levels of cytokinins and auxin compounds in tomato roots treated with strain JTB8-2 were higher than those in the water control group.【Conclusion】 The upregulation of catalase activity， cytokinin， and auxin-related hormones in tomato roots treated with strain JTB8-2 may elicit a systemic resistance response in the plant， thereby reducing the severity of O. aegyptiaca parasitism.

Key words：Orobanche aegyptiaca; Bacillus velezensis; defensive enzyme; metabolomics; induced resistance

Fund projects：Project of Natural Science Foundation of Xinjiang Uygur Autonomous Region （2022D01A91）; Project for Supporting Stable Agricultural Sci-Tech Renovation（xjnkywdzc-2022004）; Earmarked Fund for XJARS （XJARS-07）

Correspondence author：LI Kemei（1972-）， femal， from Rugao， Jiangsu， professor， master's supervisor， research direction： vegetable disease and control， （E-mail）likemei@xjau.edu.cn

XU Jianjuni（1972-）， male， from Mengjin， Henan， researcher，research direction： control of vegetables diseases and insect pests，（E-mail）xjj72@163.com