枯草芽孢杆菌BIB-9的产芽孢条件优化及其对番茄生长的影响

发布时间：2020-06-10 09:13

【摘要】：土壤微生物与植物的生长密切相关,微生物在植物病害防病抗病等方面发挥了关键性作用。菌株BIB-9是实验室保存的一株生防菌,具有较高的产芽孢率,而且对四种病原真菌(层出镰刀菌Fusarium proliferatum、腐皮镰刀菌Fusarium solani、尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum和串珠镰刀菌Fusarium moniliforme Sheld)具有广谱抗性,具有作为生防制剂的潜力,因此,本文对该菌进行形态学观察,生理生化及分子鉴定,探究了菌株BIB-9的抑菌性能、优化了产芽孢发酵条件,并通过番茄盆栽实验检测了促生与生防潜力,为该菌株的生产应用提供了实验依据。菌株BIB-9的培养基优化,以添加3%麸皮培养基为基础培养基,通过单因素试验,确定BIB-9的最优碳源为玉米粉,最优氮源为大豆粉,最优无机盐为氯化钙;结合响应面试验确定最佳培养基配方,菌株BIB-9产芽孢的最佳培养基组分为27.8g/L大豆粉,玉米粉30g/L,CaCl_2 2.01g/L,温度38.34℃,摇床转速220rpm,接种量3%,装液量为80mL/250mL,初始pH为7.5,发酵周期为36h后静置12h,获得的菌株BIB-9的发酵液产芽孢能力最强,芽孢浓度为4.22×10~9cfu/mL,相较于优化前芽孢浓度提高了75.8%。通过盆栽实验研究菌株BIB-9对番茄的生长的影响。将菌株BIB-9制成菌剂与有机肥配施,结果表明:与对照组(CK)相比,液体菌剂处理(T1)和固体菌剂处理(T2)可以显著增加番茄植株的株高、地径、鲜重和干重,T1与CK相比分别提高了103.34%、69.48%、247.4%和173.47%,T2与CK相比分别提高了61.92%、52.42%、118.85%和123.32%;可以显著提高叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量,T1与CK相比分别提高了47.31%、81.82%和32.5%,T2与CK相比分别提高了34.4%、66.67%和22.5%;可以显著提高番茄根系的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性,T1与CK相比分别提高了41.19%、260%和61.55%,T2与CK相比分别提高了26.15%、160%和90.93%;可以明显降低丙二醛的含量,与CK相比,T1和T2分别降低了54.41%和54.49%;可以显著提高土壤中蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶的活性面,T1与CK相比分别提高了35.12%、19.44%和62.50%;T2与CK相比分别提高了8.25%、8.33%和50%。与发酵基质处理相比,T1和T2有显著的差异,证明菌株BIB-9具有良好的生防潜力。
【图文】：

镰刀菌,腐皮,串珠镰刀菌,尖孢镰刀菌

菌株 BIB-9 对尖孢镰刀菌、串珠镰刀菌、层出镰刀菌和腐皮镰刀菌 4种病原真菌的生长均有良好的抑制作用，抑菌率分别为 56.67%、52.78%、59.17%和52.50%。说明菌株 BIB-9 是一株具有广谱抗性的拮抗菌，与实验室保存的其他 14株生防菌相比，菌株 BIB-9 的抑菌效果最好（表 3），说明该菌株在植物病害的防控上具有极高的潜在应用价值。抗真菌物质发挥作用一般通过 3种形式：破坏真菌细胞的外层保护作用，水解细胞壁使其通透性增加，破坏真菌细胞膜，抑制 DNA 合成引起真菌细胞死亡（罗琳等，2017）。拮抗菌与病原菌的拮抗培养中，两菌的菌落存在一定间隙，而病原菌靠近拮抗菌的菌落边缘部分出现皱缩现象。镜检结果显示，正常生长的植物病原菌菌丝粗细均匀、光滑、粗壮，生长端舒展（图 3，a）。受到菌株 BIB-9 抑制的病原菌出现了细胞壁溶解（图 3，b），菌丝打结、发生扭曲、变形（图 3，c）；菌体萎缩、畸变（图3，d），菌丝生长端分枝增多、分枝间隔变短（图 3，e），生长端菌丝断裂，在断裂处出现了明显的球状膨大现象（图 3，f）现象。

镰刀菌,腐皮,串珠镰刀菌,尖孢镰刀菌

抗菌的菌落边缘部分出现皱缩现象。镜检结果显示，正常生长的植物病原菌菌丝粗细均匀、光滑、粗壮，生长端舒展（图 3，a）。受到菌株 BIB-9 抑制的病原菌出现了细胞壁溶解（图 3，b），菌丝打结、发生扭曲、变形（图 3，c）；菌体萎缩、畸变（图3，d），，菌丝生长端分枝增多、分枝间隔变短（图 3，e），生长端菌丝断裂，在断裂处出现了明显的球状膨大现象（图 3，f）现象。图 1菌株 BIB-9 对尖孢镰刀菌、串珠镰刀菌、层出镰刀菌和腐皮镰刀菌的抑制效果（第四天）Fig.1 Inhibition effect of strain BIB-9 on Fusarium oxysporum, Fusarium moniliforme Sheld, Fusarium proliferatum andFusarium solani (4d)
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S476

【参考文献】