枯草芽孢杆菌SL-44对辣椒防病促生性能及作用机制研究

发布时间：2020-06-08 08:43

【摘要】：针对新疆地区立枯丝核菌引起的红辣椒苗期立枯病的严重问题,本文采取生物防治法抑制立枯丝核菌的生长,测试枯草芽孢杆菌SL-44对辣椒的促生性能和防病效果,以应对立枯丝核病产生的危害并促进辣椒植物的生长;考察SL-44诱导植物系统抗性的类型,解析SL-44激活植物抗性的信号通路和分子机制;对SL-44发酵液进行抗菌化合物的提取与鉴定,明确抗菌脂肽的种类。现将主要研究结果总结如下:1、菌株SL-44是从植物根部土壤的微生物群落中分离的、具有生物防治及植物促生作用的枯草芽孢杆菌。对菌株SL-44在控制辣椒立枯丝核病菌Rhazoctonia.solani及促进辣椒苗期生长方面的能力进行评价。盆栽试验结果表明,同时接种SL-44和病原真菌R.solani(S-R)的辣椒苗,与仅接种R.solani(R)的辣椒苗相比,干重和鲜重分别增长45.5%和54.2%,株高增长14.2%;与对照(CK)辣椒苗相比,干重和鲜重分别增长18.2%和31.8%,株高增长9%。体外抗菌活性测试发现SL-44对R.solani具有较强的抑菌活性,抑菌率达到42.3%。通过溶磷性能测试发现SL-44具有较强溶磷性能,对无机磷的溶解量为60.58 mg/L。此外,SL-44具有产嗜铁素、固氮和分泌IAA的能力,IAA产量最高达到7.5μg/mL。SL-44具有根部定殖能力,并能够与植物发生互作。2、考察生防枯草芽孢杆菌SL-44对辣椒植物防御反应产生的影响,分析生防菌激活的辣椒植物防御反应的信号通路。经12 h的混合反应后,显微镜观察SL-44滤液可引起立枯丝核菌菌丝的破坏和断裂;菌株SL-44接种的辣椒叶片,其抗性相关酶SOD、POD、CAT、PPO、PAL活性与对照相比明显升高;植物组织化学与荧光学染色试验表明,SL-44处理后的辣椒叶片中活性氧(ROS)和胼胝质大量累积;但并未提高植物叶片中几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性;RT-PCR试验表明,SL-44处理的辣椒抗性相关防御基因CaPINⅡ(与茉莉酸依赖的信号通路相关)的表达量较对照明显增加。因此,枯草芽孢杆菌SL-44主要激活辣椒植物中JA介导的信号通路,诱导辣椒植物的系统抗性(ISR)。3、通过对枯草芽孢杆菌SL-44的发酵培养液进行分离、过滤和浓缩,得到抗菌粗提物。检测粗提物对温度、酸碱和有机溶剂的稳定性。通过考察粗提物的抑菌效果可知,当温度为30°C,pH为5.0时抑菌效果最佳,抗菌粗提物同时可耐受氯仿、乙醇、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、石油醚等有机溶剂。通过对SL-44抗菌粗提物进行鉴定,发现粗提物中含有surfactin、iturin和fengycin类抗菌多肽物质。对SL-44菌株发酵培养基进行优化发现LB培养基发酵的菌株OD_(600)值最大为13.6,更适合菌株SL-44的生长,发酵后菌液的pH也在合理范围内。而TY培养基则更适合SL-44大量产生芽孢,适合菌株在农业生防作用上的大规模应用。综合以上分析,枯草芽孢杆菌SL-44对立枯丝核菌具有良好的防治效果并能够促进辣椒的生长,同时可诱导辣椒产生系统抗性,SL-44发挥抑制立枯丝核菌的防病作用关键在于产生了iturin和fengycin类的抗真菌多肽物质。因此,SL-44具有潜在的应用价值,有望作为生防制剂广泛地应用于现代农业中。
【图文】：

植物病害,生物防治,芽孢杆菌,互作

枯草芽孢杆菌 SL-44 对辣椒防病促生性能及作用机制研究素的拮抗活性非常重要[32]。对植物细胞效应的缺乏可能是由于由谷甾醇，甾醇和一些物种胆固醇组成的植物甾醇的组成存在差异而导致膜破坏性减孢杆菌在脂肽生产中的生态适应性为止所描述的大多数机制都涉及脂肽，这些机制解释了不同菌株的生物防1-2）。这种广谱活性是由这些两亲性分子的物理化学性质所决定的。表面表面性质的改变和脂双层的扰动是表面活性剂分子的不同特征。然而，与面活性剂相比，这些分子具有相对较低的临界胶束浓度（CMC）。在表面下，这与红血球悬浮液的溶血活性明显相关。因此，CMC 是对真核细胞最小浓度的指示剂。由于分子聚集的方式不同，这一规则对伊枯草菌素家在比 CMC 更高的浓度下，这些分子倾向于以层状囊泡形式存在而不是简。比较三种不同变体的活动由枯草芽孢杆菌产生的脂肽家族表明，两亲性生物活性的唯一特性。存在于肽部分中的特定功能也很重要。

示意图,研究思路,示意图,菌株

参植物显著降低了 Colletotrichum panacicola 的数量，并且与化学杀生同样的效果。在共培养基上可观察到枯草芽孢杆菌 HK-CSM-1的抗真菌活性。Zohora 等[42]分离出的枯草芽孢杆菌 RB14 对番茄植物nia solani K1）有明显的生防效果，可降低植物病发率高达 80%。同时14 可提高番茄种子的发芽率至 99%，并验证了该菌株能有效定殖在番rturk 等人[13]分离出若干株芽孢杆菌，其中两株芽孢杆菌 RC03 和 RC扦插获得最高生根率为 47.50%，RC03 处理的硬木茎扦插获得最高生外这两个菌株都明显地表现出吲哚-3-乙酸（IAA）生产能力和促进植。Walia 等[43]从番茄根际土壤中分离了一株具有促生性能的菌株 N11孢杆菌菌株 CKT1，该菌株显示出植物生长促进活性，即溶磷，产铁氢氰酸。盆栽试验表明，该菌株可导致株高、根长和番茄幼苗的枝条显著增加。划研究枯草芽孢杆菌 SL-44 对立枯丝核菌的体外抑制作用，，同时检测氮、产 IAA 和嗜铁素以及在辣椒根际定殖的能力，并检测辣椒根系分的诱导趋化性。利用盆栽实验考察 SL-44 对辣椒植物的促生作用。本 2-1 所示。
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S476.1;S436.418

【参考文献】