谷瘟病菌拮抗菌的筛选及谷子对黑粉菌的响应

发布时间：2020-04-12 21:48

【摘要】：谷子(Setaria italica(L.)Beauv.)是我国传统的农作物之一,随着种植面积扩大,各种病害也随之发生。其中,谷瘟病和谷子黑穗病是最为常见的两种谷子病害,在各产区都有发生,对谷子的产量和品质造成严重影响。目前对谷子病害防治的研究主要集中于化学药剂防治和传统方法选育抗病品种,均存在一定的局限性。本文从谷子根际土壤中分离、筛选对谷瘟病菌有拮抗作用的菌株,对其进行初步鉴定和抑菌活性的研究;并对谷子与黑粉菌互作的生理生化机制和分子机制进行初步探索,以期为谷子病害的生物防治及抗黑穗病谷子品种的育种提供实验依据。具体研究结果如下:1、从谷子根际土壤中共分离到放线菌93株,采用平板对峙法,从中筛选对谷瘟病菌有拮抗作用的菌株,经过初筛、复筛后,最终获得一株拮抗效果显著的放线菌,命名为A26,抑菌率达63.9%,拮抗效果稳定。结合形态学特征、生理生化特征以及分子生物学特征,将其初步鉴定为黄三素链霉菌。进一步研究其无菌发酵液的抑菌活性,结果显示发酵7 d时无菌发酵液的抑菌活性最强,且抑菌效果随着发酵液体积分数的加大而增强,当体积分数为50%时,抑菌活性达87.4%。表明菌株A26对谷瘟病菌的防控具有潜在应用价值。2、选择对黑穗病抗性不同的两个谷子品种(抗病品种冀谷20号和感病品种长农35号)为试验材料,采用人工拌菌的方法,将谷种拌黑粉菌后种植于大田及花盆中,以不拌菌的谷种作为对照,在大田谷子生长至成熟期、盆栽谷子生长至五叶期时进行取样。通过检测不同生长时期谷子组织中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性以及丙二醛(MDA)、总酚、类黄酮和木质素含量的变化,分析不同抗性谷子响应黑粉菌的生理生化机制。结果表明,PAL、PPO、POD活性及酚类物质含量变化均和谷子抗病性呈正相关;SOD活性和MDA含量表现出明显相关性,大田谷子和盆栽谷子均可通过诱导SOD活性升高,降低MDA含量,缓解膜脂氧化损伤;几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性在大田谷子和盆栽谷子中有不同变化趋势,可能与植株所处环境及苗期不同有关。3、以抗病品种冀谷20号为试验材料,采用人工拌菌的方法,将谷种拌黑粉菌后播种于花盆中,对照组不拌菌,待谷子生长至五叶期,取植株地上部分进行高通量测序,检测谷子与黑粉菌互作过程中的基因转录组。结果显示,对照组和拌菌组样品中检出的基因数目分别为23797、23421个,拌菌组与对照组间差异表达的基因数为3653个,其中上调表达基因有966个,下调表达基因有2687个。GO功能分析显示,共有2677个差异表达基因被注释到52条GO功能类别中,主要包括三大功能类别:分子功能、细胞组分和生物过程。KEGG pathway富集分析表明,共有2676个差异表达基因被注释到90条通路中,其中涉及代谢途径、次生代谢产物合成途径、植物-病原菌互作途径、苯丙烷类生物合成途径、植物激素信号转导途径、MAPK信号转导通路、类黄酮生物合成途径、萜类化合物生物合成途径等抗病相关通路。筛选出可能与谷子抗黑穗病相关的基因4CL、CCR、RPM1、WRKY22、FLS2和CHIB,并通过半定量RT-PCR进行转录分析,发现其在拌菌组中均上调表达。
【图文】：

拮抗作用,菌株,放线菌,筛选鉴定

第二章谷瘟病菌拮抗放线菌的筛选鉴定代稳定性。离与筛选共分离到放线菌 93 株。通过平板对峙试验初筛线菌 36 株（表 2.1），选择其中抑菌率大于 50%效果较好的菌株（图 2.1），抑菌率达 63.9%，表 2.1 拮抗菌初筛结果抑菌率（%）＞50 40-50 0-40 0线菌菌株数（株） 7 9 20 5

菌株,菌落形态,培养基,形态特征

线菌菌株数（株） 7 9 20 5图 2.1 菌株 A26 对谷瘟病菌的拮抗作用的生物学特性氏一号培养基上生长良好，，菌落边缘整齐，为同菌丝呈紫灰色，基内菌丝无色，无可溶性色素产察，菌株 A26 菌丝无横隔，不断裂，呈分枝状滑，呈椭圆形至圆柱形（图 2.2 B）。根据这些特
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S435.15

【参考文献】