芽孢杆菌对油菜根肿病和稻瘟病的生防潜能研究
发布时间：2020-05-10 15:45
【摘要】：芽孢杆菌广泛存在于自然界中,可产生丰富的次生代谢物质,具有极强的抗逆能力和环境适应性,是一类具有实际用途和经济价值的微生物类群。本研究通过室内筛选获得对油菜根肿病菌(Plasmodiphora brassicae)具有较好抑制效果的生防芽孢杆菌F85和T113,此外还发现了一株对稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)具有很强拮抗效果的枯草芽孢杆菌BJ-1。本研究以此为材料,分别对生防菌株抑制油菜根肿病和稻瘟病的生防机理进行探讨,并综合评价生防芽孢杆菌的生防效果。主要研究结论如下:1.从湖北省当阳市油菜根肿病发生严重田块的健康油菜根际土壤先后分离微生物菌株667株,其中细菌323株,真菌253株,放线菌91株;以棉花枯萎病菌及稻瘟菌作为根肿菌指示菌进行平板对峙筛选,其中有54株分离菌株抑菌带宽度大于3mm;通过离体试验发现有20株生防菌株对根肿菌休眠孢子萌发抑制率达30-50%,16株可使根肿菌休眠孢子失活率达40-55%;通过盆栽防治试验发现有2株生防菌株F85和T113对根肿病防治效果达60%以上;两株生防菌处理后显著降低根肿菌的根毛侵染率,降低根肿菌休眠孢子初级原质团的分化,抑制次级游动孢子囊的形成。进一步对生防菌株F85和T113进行鉴定。生防菌株F85和T113菌体细胞均呈杆状,革兰氏染色反应显示阳性,16S rDNA分子鉴定且系统进化树分析都表明菌株F85和T113属于Bacillus,利用Biolog微生物快速鉴定系统鉴定结果也显示为芽孢杆菌属,但不能准确鉴定到种。2.通过传统的形态学,16S rDNA序列分析和Biolog微生物快速鉴定系统将对稻瘟菌具有强拮抗作用的菌株BJ-1鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。枯草芽孢杆菌BJ-1发酵滤液经不同温度(4-100℃)和不同pH(2-12)处理后对稻瘟菌菌丝的生长抑制效果不变,表明枯草芽孢杆菌BJ-1分泌产生的抑菌成分具有热稳定性及耐强酸、碱能力。平板对峙试验结果表明,枯草芽孢杆菌BJ-1具有较广的抑菌谱,对多种植物病原菌菌丝生长均有抑制作用,其中对稻瘟菌的抑菌带达22.7mm。显微观察发现,枯草芽孢杆菌BJ-1发酵滤液(0.5%v/v)处理后的稻瘟菌菌丝尖端膨大畸形,有菌丝溢断现象。分生孢子经发酵液处理后萌发不正常,产生的芽管畸形膨大,对附着胞形成具有明显的抑制作用。在离体叶片上,浓度为1ⅹ10~8 CFU/mL的BJ-1菌体悬浮液和浓度为5%的发酵液和发酵滤液已可完全防治稻瘟病。盆栽试验结果表明,10%枯草芽孢杆菌BJ-1发酵液喷雾处理,防治效果达50.0%;BJ-1发酵液浸种处理防效更好,对稻瘟病防效可达74.3%,且对水稻植株生长有促生作用。通过实时荧光定量PCR检测,发现BJ-1发酵液处理种子后能诱导SA信号通路PAL、ICS1基因、JA信号通路AOS2基因以及抗性相关蛋白PR1a和PR10的上调表达。说明BJ-1发酵液处理种子可诱导水稻植株体内SA和JA信号通路相关基因的表达,激活水稻的防卫反应,诱导寄主产生系统抗性。
【图文】：
图 2-1 分离菌株对指示菌棉花枯萎病菌和稻瘟菌的平板对峙筛选（部分菌株）Fig.2-1Antagonistic assay of partial bacteria strains on F. oxysporum and M. oryzae byconfront cultures2.3 生防菌对根肿菌休眠孢子萌发及活力的影响2.3.1 生防菌对根肿菌休眠孢子萌发的抑制作用通过浅层培养及地衣红染色观察休眠孢子萌发试验，未萌发的休眠孢子整体被染色，已萌发的休眠孢子仅细胞壁吸收地衣红而内部不着色呈透明状（图 2-2）。从平板对峙筛选到具有抑菌带的 54 株分离菌株中（表 2-4），T113、D13、T71、T73、F2、F85、D14、T115、F10、C12、E66、D16、T111、T117、A46、T67、F11、F3、F30 和 T84 共 20 株分离菌株对根肿菌休眠孢子萌发表现不同程度的抑制作用，，其休眠孢子萌发抑制率在 30~50%之间；E37、E23 等共 11 株分
图 2-2 离体条件下拮抗菌 T113、F85 和 T71 对根肿菌休眠孢子萌发的抑制效果 a：已萌发的根肿菌休眠孢子；b：未萌发的根肿菌休眠孢子。标尺为 50μm。Fig.2-2Inhibition of antagonistic bacterial strain T113, F85 and T71 on resting sporgermination of P. brassicaearrow a: Normal rest spores of P. brassicae; b: Non-germinated rest spores of P . brassicae. Bar=50μm.
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S435.654;S435.111.41;S476
【图文】：
图 2-1 分离菌株对指示菌棉花枯萎病菌和稻瘟菌的平板对峙筛选（部分菌株）Fig.2-1Antagonistic assay of partial bacteria strains on F. oxysporum and M. oryzae byconfront cultures2.3 生防菌对根肿菌休眠孢子萌发及活力的影响2.3.1 生防菌对根肿菌休眠孢子萌发的抑制作用通过浅层培养及地衣红染色观察休眠孢子萌发试验，未萌发的休眠孢子整体被染色，已萌发的休眠孢子仅细胞壁吸收地衣红而内部不着色呈透明状（图 2-2）。从平板对峙筛选到具有抑菌带的 54 株分离菌株中（表 2-4），T113、D13、T71、T73、F2、F85、D14、T115、F10、C12、E66、D16、T111、T117、A46、T67、F11、F3、F30 和 T84 共 20 株分离菌株对根肿菌休眠孢子萌发表现不同程度的抑制作用，，其休眠孢子萌发抑制率在 30~50%之间；E37、E23 等共 11 株分
图 2-2 离体条件下拮抗菌 T113、F85 和 T71 对根肿菌休眠孢子萌发的抑制效果 a：已萌发的根肿菌休眠孢子；b：未萌发的根肿菌休眠孢子。标尺为 50μm。Fig.2-2Inhibition of antagonistic bacterial strain T113, F85 and T71 on resting sporgermination of P. brassicaearrow a: Normal rest spores of P. brassicae; b: Non-germinated rest spores of P . brassicae. Bar=50μm.
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S435.654;S435.111.41;S476
【参考文献】
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1 郭照辉;黄军;魏小武;罗容s
本文编号：2657531
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