桑树内生枯草芽孢杆菌7PJ-16对桑椹菌核病生防作用及机理的研究
发布时间：2021-11-02 16:16
桑椹菌核病,又称白果病或白椹病,是一种侵染果桑的主要真菌性病害。根据病原菌种类以及染病桑果的病症差异,可将该病害分为肥大性桑椹菌核病、小粒性桑椹菌核病和缩小性桑椹菌核病。不同病原菌引起的桑椹菌核病侵染循环基本一致,该病在我国重庆、四川、浙江等地均有发生,染病桑果失去商品与食用价值,给果桑产业带来极大经济损失。由于该病传播速度快、蔓延范围广、危害程度大,导致其有效防控难度较大。目前对桑椹菌核病的防治仍主要依赖于化学农药,但过量使用化学药剂不仅造成环境污染,亦会威胁桑椹食用安全。利用植物内生菌进行桑椹菌核病的生物防控将有利于果桑产业的健康发展,亦可为其他桑树病害防控提供新策略。本实验室前期从健康桑树中寻获一株对桑椹菌核病具有生防潜能的内生芽孢杆菌7PJ-16（前期研究鉴定其为Bacillus tequilensis 7PJ-16）。为进一步探索该菌株的生防作用及机理,本研究首先通过动物安全性实验和侵染定植实验,评估Bacillus sp.7PJ-16的生防潜力;并在优化7PJ-16菌株产抑菌活性物质发酵条件的基础上,大量制备菌悬液和活性发酵上清液,检测其对病原菌生长、桑园土壤微生态的影响,...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：173 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
重庆地区桑椹菌核病的发生Fig.1.1TheoccurrenceofmulberryfruitsclerotiniosisinChongqong
第1章文献综述3随病椹一起落入土壤越冬，待到次年春季桑树开花且气候适宜时（重庆地区一般为每年的2月下旬至4月上旬），菌核萌发出1至数个子实体伸出地面，这些子实体包含盘状和梭状两种形态（图1.2中展示的是盘状子实体）。成熟的子实体形成子囊，每个子囊内包含8个子囊孢子，成熟的子囊孢子释放，随气流[15]传播到雌花的柱头上，引起桑花的初次侵染。病原菌入侵雌花后，菌丝迅速生长增殖，在果体内形成分生孢子器，产生大量分生孢子，其可引起再次侵染[9]。此时，果肉肿胀、腐烂，随后菌丝体扩大，吸干果肉内的水分，菌丝相互缠绕，形成黑色菌核。菌核随病果落地，埋入土壤越冬，待来年再次萌发（图1.2）[9,29]。从桑椹菌核病病原菌的侵染循环可以看出，菌核病的发生具有土传和气传双重病害特点，其有性生殖阶段产生的子囊孢子与无性生殖阶段形成的分生孢子均可导致桑果发病，致使该病害具有传播速度快、蔓延范围广、危害程度大的特点，菌核病亦因此成为果桑病害的一种顽固性真菌病害。图1.2桑椹菌核病病原菌侵染循环Fig.1.2Infectioncycleofmulberrysclerotiniapathogen1.1.3防治措施目前，生产上防控桑椹菌核病以化学防治为主，另辅以物理防治、农艺防治以及抗性育种等多种防控手段[30,31]。化学防治主要利用甲基硫菌灵、草甘膦[32]、甲基托布津、菌核净和代锌锰森等化学农药进行桑树和周边土壤的喷雾处理[33,34]；农艺防治主要有以下措施：1）冬季或初春时深翻土壤，将暴露在土表的菌核病原深埋；2）加强桑园管理，
BurkholderiacepaciastrainLu10-1和PantoeaagglomeransSWg2，并利用标记菌株探明了它们在桑苗根、茎和叶中的分布定植规律[63,64]。目前，利用植物内生菌进行植物病害生防应用的研究报道有很多，已报道的生防微生物类群主要包括以芽孢杆菌（Bacillus）[65,66]、泛菌（Pantoea）[64]、假单胞菌（Pseudomonas）[67]为代表的生防细菌、木霉（Trichoderma）[68,69]为代表的丝状真菌以及链霉菌属（Streptomyces）[70,71]为代表的放线菌等。其中，芽孢杆菌是用于植物病害生物防治研究较多的生防细菌之一[72,73]。图1.3内生细菌的定植模式[61]Fig.1.3Thecolonizationpatternofendophyticbacteria1.3芽孢杆菌的分布及对植物病害的生物防治作用1.3.1芽孢杆菌的基本概况芽孢杆菌（Bacillus）是一类杆状，可形成内生芽孢的好氧或兼性厌氧型的革兰氏阳性细菌，其广泛分布于各类生态环境，是水体、土壤等多种生态系统中的常见细菌类群，亦为多种植物的优势内生菌属[54,65]。芽孢杆菌具有较好的环境适应性，在营养缺乏或其他恶劣环境条件下可以通过产生抗逆性内生芽孢的方式使其存活[74]。芽孢的核心被皮层、芽孢衣、孢外壁等包裹，使其对紫外辐射、高温及干旱等多种不良环境具有极好的抵抗力[75]。芽孢杆菌属的种群极为丰富，包括枯草芽孢杆菌（B.subtilis）、解淀粉芽孢杆菌（B.amyloquefaciens）、多粘类芽孢杆菌（B.polymyxa）、苏云金芽孢杆菌（B.thuringiensis）、甲基营养型芽孢杆菌（B.methylotrophicus）、巨大芽孢杆菌（B.megaterium）、蜡状芽孢杆菌（B.cereus）、短小芽孢杆菌（B.pumilis）、地衣芽孢杆菌（B.licheniformis）和凝结芽孢杆菌（B.coagulans）等。大多芽孢杆菌均易分离培养，对营养要求简单，繁殖速度快。同
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物病害防治相关微生物组研究进展与展望[J]. 刘德飞,马红武. 生物资源. 2020(01)
[2]解淀粉芽孢杆菌MT323生防机制初探[J]. 余水,丁海霞,罗玉英,程欢欢,姚伟伟,彭丽娟. 贵州农业科学. 2020(01)
[3]贝莱斯芽孢杆菌DJB5的生物安全性评价[J]. 唐萍,代飞燕,吴毅歆,叶敏,何月秋. 南方农业学报. 2019(12)
[4]永康市果桑产业技术提升的实践与思考[J]. 黄世荣,张鹏博,陈乐阳. 中国蚕业. 2019(03)
[5]桑树内生拮抗菌的分离鉴定及其对桑断枝烂叶病的生防初探[J]. 王若琳,徐伟芳,王飞,周小磊,郑月,江鸿森,谢洁. 微生物学报. 2019(11)
[6]转录组测序技术的研究和应用进展[J]. 崔凯,吴伟伟,刁其玉. 生物技术通报. 2019(07)
[7]微生物发酵工艺优化研究进展[J]. 朱向东. 化工管理. 2019(16)
[8]果树根际植物激素产生菌对果树的促生作用[J]. 张坤鹏,侯长明,翟浩,马亚男,余贤美. 落叶果树. 2019(02)
[9]2018年永康市桑椹菌核病暴发的原因分析与防控对策[J]. 张鹏博,黄世荣,胡剑彧. 中国蚕业. 2019(01)
[10]一株桑树内生拮抗菌的分离、鉴定及发酵条件优化[J]. 方翔,徐伟芳,牛娜,欧婷,王飞,左伟东,谢洁. 微生物学报. 2018(12)
博士论文
[1]贝莱斯芽孢杆菌CMT-6的surfactin合成基因表征及其响应溶氧的调控通路研究[D]. 邓旗.广东海洋大学 2018
[2]丝状真菌响应As（Ⅴ）和Eu（Ⅲ）胁迫的机理研究[D]. 梁君.安徽农业大学 2017
[3]抗真菌化合物bacilysin的制备、抑菌机制研究及结构改造的探索[D]. 王涛.浙江大学 2016
[4]苹果轮纹病生防解淀粉芽胞杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）PG12主要生防机制研究[D]. 陈欣怡.中国农业大学 2016
[5]解淀粉芽孢杆菌转录组学及其表达元件的挖掘与应用[D]. 廖瑜玲.华南理工大学 2016
[6]植物内生细菌GFP标记及两个基因与定殖的关系[D]. 范晓静.福建农林大学 2009
硕士论文
[1]解淀粉芽孢杆菌HE活性成分分析及安全性评价[D]. 夏京津.华中农业大学 2019
[2]饲喂漂白粉液浸消叶对蚕体生理及肠道产酶菌的影响[D]. 李畅.西南大学 2017
[3]饲用益生枯草芽孢杆菌的食品安全性评价研究[D]. 龚发源.华中农业大学 2016
[4]桑椹菌核病病原菌的分离、鉴定及其拮抗性桑树内生菌的研究[D]. 王爱印.西南大学 2016
[5]解淀粉芽孢杆菌PEBA20基因组序列分析及sfp基因相关特性研究[D]. 闫永才.山东农业大学 2016
[6]拮抗菌Terribacillus aidingensis MP602生物学特性及全基因组测序[D]. 卢鹏.浙江农林大学 2015
[7]烟草青枯菌拮抗细菌swu31-2的分离及其生物防治效果的研究[D]. 张伏军.西南大学 2008
本文编号：3472109
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：173 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
重庆地区桑椹菌核病的发生Fig.1.1TheoccurrenceofmulberryfruitsclerotiniosisinChongqong
第1章文献综述3随病椹一起落入土壤越冬，待到次年春季桑树开花且气候适宜时（重庆地区一般为每年的2月下旬至4月上旬），菌核萌发出1至数个子实体伸出地面，这些子实体包含盘状和梭状两种形态（图1.2中展示的是盘状子实体）。成熟的子实体形成子囊，每个子囊内包含8个子囊孢子，成熟的子囊孢子释放，随气流[15]传播到雌花的柱头上，引起桑花的初次侵染。病原菌入侵雌花后，菌丝迅速生长增殖，在果体内形成分生孢子器，产生大量分生孢子，其可引起再次侵染[9]。此时，果肉肿胀、腐烂，随后菌丝体扩大，吸干果肉内的水分，菌丝相互缠绕，形成黑色菌核。菌核随病果落地，埋入土壤越冬，待来年再次萌发（图1.2）[9,29]。从桑椹菌核病病原菌的侵染循环可以看出，菌核病的发生具有土传和气传双重病害特点，其有性生殖阶段产生的子囊孢子与无性生殖阶段形成的分生孢子均可导致桑果发病，致使该病害具有传播速度快、蔓延范围广、危害程度大的特点，菌核病亦因此成为果桑病害的一种顽固性真菌病害。图1.2桑椹菌核病病原菌侵染循环Fig.1.2Infectioncycleofmulberrysclerotiniapathogen1.1.3防治措施目前，生产上防控桑椹菌核病以化学防治为主，另辅以物理防治、农艺防治以及抗性育种等多种防控手段[30,31]。化学防治主要利用甲基硫菌灵、草甘膦[32]、甲基托布津、菌核净和代锌锰森等化学农药进行桑树和周边土壤的喷雾处理[33,34]；农艺防治主要有以下措施：1）冬季或初春时深翻土壤，将暴露在土表的菌核病原深埋；2）加强桑园管理，
BurkholderiacepaciastrainLu10-1和PantoeaagglomeransSWg2，并利用标记菌株探明了它们在桑苗根、茎和叶中的分布定植规律[63,64]。目前，利用植物内生菌进行植物病害生防应用的研究报道有很多，已报道的生防微生物类群主要包括以芽孢杆菌（Bacillus）[65,66]、泛菌（Pantoea）[64]、假单胞菌（Pseudomonas）[67]为代表的生防细菌、木霉（Trichoderma）[68,69]为代表的丝状真菌以及链霉菌属（Streptomyces）[70,71]为代表的放线菌等。其中，芽孢杆菌是用于植物病害生物防治研究较多的生防细菌之一[72,73]。图1.3内生细菌的定植模式[61]Fig.1.3Thecolonizationpatternofendophyticbacteria1.3芽孢杆菌的分布及对植物病害的生物防治作用1.3.1芽孢杆菌的基本概况芽孢杆菌（Bacillus）是一类杆状，可形成内生芽孢的好氧或兼性厌氧型的革兰氏阳性细菌，其广泛分布于各类生态环境，是水体、土壤等多种生态系统中的常见细菌类群，亦为多种植物的优势内生菌属[54,65]。芽孢杆菌具有较好的环境适应性，在营养缺乏或其他恶劣环境条件下可以通过产生抗逆性内生芽孢的方式使其存活[74]。芽孢的核心被皮层、芽孢衣、孢外壁等包裹，使其对紫外辐射、高温及干旱等多种不良环境具有极好的抵抗力[75]。芽孢杆菌属的种群极为丰富，包括枯草芽孢杆菌（B.subtilis）、解淀粉芽孢杆菌（B.amyloquefaciens）、多粘类芽孢杆菌（B.polymyxa）、苏云金芽孢杆菌（B.thuringiensis）、甲基营养型芽孢杆菌（B.methylotrophicus）、巨大芽孢杆菌（B.megaterium）、蜡状芽孢杆菌（B.cereus）、短小芽孢杆菌（B.pumilis）、地衣芽孢杆菌（B.licheniformis）和凝结芽孢杆菌（B.coagulans）等。大多芽孢杆菌均易分离培养，对营养要求简单，繁殖速度快。同
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物病害防治相关微生物组研究进展与展望[J]. 刘德飞,马红武. 生物资源. 2020(01)
[2]解淀粉芽孢杆菌MT323生防机制初探[J]. 余水,丁海霞,罗玉英,程欢欢,姚伟伟,彭丽娟. 贵州农业科学. 2020(01)
[3]贝莱斯芽孢杆菌DJB5的生物安全性评价[J]. 唐萍,代飞燕,吴毅歆,叶敏,何月秋. 南方农业学报. 2019(12)
[4]永康市果桑产业技术提升的实践与思考[J]. 黄世荣,张鹏博,陈乐阳. 中国蚕业. 2019(03)
[5]桑树内生拮抗菌的分离鉴定及其对桑断枝烂叶病的生防初探[J]. 王若琳,徐伟芳,王飞,周小磊,郑月,江鸿森,谢洁. 微生物学报. 2019(11)
[6]转录组测序技术的研究和应用进展[J]. 崔凯,吴伟伟,刁其玉. 生物技术通报. 2019(07)
[7]微生物发酵工艺优化研究进展[J]. 朱向东. 化工管理. 2019(16)
[8]果树根际植物激素产生菌对果树的促生作用[J]. 张坤鹏,侯长明,翟浩,马亚男,余贤美. 落叶果树. 2019(02)
[9]2018年永康市桑椹菌核病暴发的原因分析与防控对策[J]. 张鹏博,黄世荣,胡剑彧. 中国蚕业. 2019(01)
[10]一株桑树内生拮抗菌的分离、鉴定及发酵条件优化[J]. 方翔,徐伟芳,牛娜,欧婷,王飞,左伟东,谢洁. 微生物学报. 2018(12)
博士论文
[1]贝莱斯芽孢杆菌CMT-6的surfactin合成基因表征及其响应溶氧的调控通路研究[D]. 邓旗.广东海洋大学 2018
[2]丝状真菌响应As（Ⅴ）和Eu（Ⅲ）胁迫的机理研究[D]. 梁君.安徽农业大学 2017
[3]抗真菌化合物bacilysin的制备、抑菌机制研究及结构改造的探索[D]. 王涛.浙江大学 2016
[4]苹果轮纹病生防解淀粉芽胞杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）PG12主要生防机制研究[D]. 陈欣怡.中国农业大学 2016
[5]解淀粉芽孢杆菌转录组学及其表达元件的挖掘与应用[D]. 廖瑜玲.华南理工大学 2016
[6]植物内生细菌GFP标记及两个基因与定殖的关系[D]. 范晓静.福建农林大学 2009
硕士论文
[1]解淀粉芽孢杆菌HE活性成分分析及安全性评价[D]. 夏京津.华中农业大学 2019
[2]饲喂漂白粉液浸消叶对蚕体生理及肠道产酶菌的影响[D]. 李畅.西南大学 2017
[3]饲用益生枯草芽孢杆菌的食品安全性评价研究[D]. 龚发源.华中农业大学 2016
[4]桑椹菌核病病原菌的分离、鉴定及其拮抗性桑树内生菌的研究[D]. 王爱印.西南大学 2016
[5]解淀粉芽孢杆菌PEBA20基因组序列分析及sfp基因相关特性研究[D]. 闫永才.山东农业大学 2016
[6]拮抗菌Terribacillus aidingensis MP602生物学特性及全基因组测序[D]. 卢鹏.浙江农林大学 2015
[7]烟草青枯菌拮抗细菌swu31-2的分离及其生物防治效果的研究[D]. 张伏军.西南大学 2008
本文编号：3472109
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