放线菌LG-9发酵条件优化及对棉花黄萎病生防机制的研究

发布时间：2020-08-25 05:27

【摘要】：棉花黄萎病由大丽轮枝菌(Verticillium dahlia Kleb.)引起,严重制约着棉花产业的发展。目前,尚未有根治棉花黄萎病的理想化学药剂。本实验室前期筛选出一株对棉花黄萎病原菌有抑菌效果的放线菌菌株LG-9,经平板对峙测定,证明菌株LG-9对棉花黄萎病菌具有显著的抑制作用。目的:通过对放线菌LG-9发酵条件的优化、发酵液对棉花黄萎病菌抑菌活性的测定、发酵液对棉苗促生和诱导抗病性的影响和抑菌活性物质属性分析4个方面进行研究,旨在为LG-9有效防治棉花黄萎病提供基本的理论和实践依据。方法:采用单因子、Plackett-Burman试验设计、最陡爬坡和响应面试验设计筛选LG-9最适发酵培养基、优化发酵条件;通过菌落生长抑制法、孢子萌发抑制法、生物量抑制法测定发酵液对棉花黄萎病菌的抑菌作用;通过盆栽、田间发酵液灌根试验,测定LG-9对棉花黄萎病的防治效果;通过浸种和棉苗灌根处理,测量棉种胚根、胚轴长度和棉株地上、地下部分生物量,研究发酵液对棉种萌发和棉苗生长的促进作用;通过测定棉株幼苗叶片组织内过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化氢酶(CAT)活性和H_2O_2含量,测定LG-9对棉花诱导抗病性的影响;通过溶媒萃取和硫酸铵沉淀法研究LG-9发酵液抑菌活性物质属性。结果:从10种培养基中筛选出菌株LG-9最适发酵培养基为小米培养基,发酵液抑菌圈直径最大,为21.0 mm。以小米培养基发酵培养,菌株LG-9最佳发酵条件为250 mL三角瓶培养基装样量101.19 m L、pH7.2、接种量7.5%、温度31.32℃、转速160 r/min、摇菌培养69.02 h,发酵液的抑菌圈直径为22.45 mm。LG-9发酵粗提液5倍稀释液对棉花黄萎病菌菌落生长抑制率最大,为76.77%,产孢抑制率为84.35%,孢子萌发抑制率为80.00%,生物量抑制率为88.22%。发酵粗提液5倍稀释液诱导大丽轮枝菌超氧化物歧化酶(SOD)、CAT、PPO酶活降低和丙二醛(MDA)含量上升。LG-9预防接种和混合接种两种接种方式对棉花黄萎病的盆栽防效分别为42.86%和47.17%,发酵滤液3次灌根田间防效为49.07%。LG-9发酵粗提液5、25、100和250倍稀释液浸种促进棉种萌发和胚根、胚轴生长,在72 h,棉种发芽率在28.3%~51.7%之间,棉苗胚根长在4.15~4.74 cm之间,胚轴长在4.08~4.61 cm之间。LG-9发酵滤液5倍稀释液单独灌根和混合接种棉花黄萎病菌灌根均能增加棉株的株高、地上和地下部分鲜重、地上和地下部分干重及主根长。发酵滤液灌根处理在一定时间内能够诱导与棉苗抗性相关酶POD、PPO、PAL和CAT酶活性的升高,并诱导活性氧的爆发。发酵粗提液对高温敏感,对胰蛋白酶和胃蛋白酶不敏感,对蛋白酶K轻微敏感。发酵粗提液在-20℃和4℃条件下抑菌活性不持久。拮抗物质能溶于甲醇、乙腈,属极性物质。通过硫酸铵盐析出的物质对黄萎病菌有抑菌活性,最佳硫酸铵盐析饱和度为80%。结论:放线菌菌株LG-9发酵粗提液对棉花黄萎病菌有较强的体外抑菌活性。菌株LG-9产抑菌物质最适培养基为小米培养基。通过响应面试验设计优化LG-9发酵条件,抑菌活性较未优化前提高了10.42%。发酵液能促进棉种萌发和棉苗生长,诱导棉苗抗性酶的升高和活性氧爆发,对棉花黄萎病有较好的盆栽和田间防效。研究结果表明放线菌LG-9在防治棉花黄萎病中具有良好的生防潜质。
【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】：S435.621.2
【图文】：

放线菌 LG-9 发酵条件优化及对棉花黄萎病生防机制的研究2 结果与分析2.1 菌株 LG-9 最适发酵培养基的选择如图 2-1 所示，供试 10 种培养基中，小米、高氏 1 号、高氏 2 号和黄豆浸汁培液所获发酵液对棉花黄萎病菌有抑菌活性，生物量与抑菌活性无相关性。其中，小米养基所获发酵液的抑菌效果最好，抑菌圈直径达到 21.0 mm。因此选择小米培养基作最适培养基用于菌株 LG-9 的发酵，进行下一步试验。

图 2-1 培养基对菌株 LG-9 产生抑菌活性物质的影响ig. 2-1 The antagonism activity of strain LG-9 in different medium 发酵培养条件的研究菌株 LG-9 发酵液抑菌活性的影响，当发酵 24 h 时，发酵粗提液无抑菌活性，48 h，抑菌到最大，抑菌圈直径为 22.0 mm。随后，发酵液的抑菌

图 2-3 不同摇床转速对菌株发酵产物抑菌活性的影响g. 2-3 Effect of different rotate speed on antibiotic activity of strain L菌株 LG-9 发酵液抑菌活性的影响知，接种量在 3%～7%，随接种量的增加发酵粗提液抑，发酵液抑菌活性最大，抑菌圈直径为 20.58 mm。图 2-4 不同接种量对菌株发酵产物抑菌活性的影响2-4 Effect of different inoculation level on antibiotic activity of strai

【参考文献】

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本文编号：2803321