外源添加L-脯氨酸对棉花黄萎病发生及其根际土壤微生物群落的影响

【目的】根系分泌物是植物与土壤微生物进行互作的信号媒介,对于植物病害发生和植株生长均具有重要调控功能。论文旨在明确棉花根系分泌物L-脯氨酸抵御棉花黄萎病发生的微生态机制,揭示L-脯氨酸介导的根际微生物与棉花黄萎病发生的互作关系,为构建生物防治土传病害的有益菌群提供新视角。【方法】通过温室盆栽试验,以外源添加不同浓度的L-脯氨酸(0、50、100、200和400 mmol·L^(-1))为试验处理,采用实时荧光定量PCR(real-time qPCR)和宏基因组测序技术分别测定不同处理的土壤中大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)DNA拷贝数量和土壤微生物群落结构及功能,采用主成分分析比较不同处理的根际土壤微生物群落结构,利用冗余分析研究土壤养分因子与微生物群落结构的相关性,利用斯皮尔曼相关分析研究微生物群落结构功能代谢途径的相关性。【结果】与空白对照相比,低浓度(50 mmol·L^(-1))L-脯氨酸处理不能够减轻棉花黄萎病的发生,高浓度(100、200和400 mmol·L^(-1))L-脯氨酸处理的病情指数分别下降22.51%、60.23%和64.23%。qPCR结果表明,L-脯氨酸处理不能够显著降低土壤中大丽轮枝菌拷贝数量。宏基因组测序分析表明,L-脯氨酸处理后细菌多样性Shannon指数显著增加,真菌多样性Shannon指数呈下降趋势。在属水平上,L-脯氨酸处理后类诺卡氏菌属(Nocardioides)、溶杆菌属(Lysobacter)、节杆菌属(Arthrobacter)、Phycicoccus、假单胞菌属(Pseudomonas)和毛霉菌属(Mucor)的相对丰度呈上升趋势。线性判别分析表明,除浓度为100 mmol·L^(-1)的L-脯氨酸外,外源添加L-脯氨酸处理后根际土壤微生物KEGG通路的富集情况发生改变。冗余分析表明,细菌群落组成受pH、电导率、硝态氮、铵态氮和有机质显著影响,而真菌群落组成与铵态氮存在显著相关性。Spearman相关分析表明,细菌的KEGG代谢通路与pH、有机质、铵态氮含量呈负相关关系,而与电导率和硝态氮呈正相关关系;真菌的大部分KEGG代谢通路与土壤养分的相关性较差。【结论】外源添加适量L-脯氨酸通过改变土壤细菌群落结构和功能,增加有益微生物的相对丰度,从而影响棉花黄萎病的发生,但其不能够改变病原菌数量。同时,根际细菌群落组成和功能均与土壤养分存在相关性。

生防细菌NCD-2中抑菌功能相关基因的定位及克隆

枯草芽孢杆菌NCD-2菌株是一株有效防治棉花黄萎病的细菌,它通过产生抑菌物质达到对大丽轮枝菌的抑制作用。以该菌株作为有效成分的微生物农药已通过国家农药登记。通过原生质体转化法将含有转座子mini-Tn10的质粒pHV1249转入枯草芽孢杆菌NCD-2中,获得转化子。对转化子通过高温诱导转座子转座,获得4 000个NCD-2菌株的突变子。对这些突变子进行对大丽轮枝菌的抑菌作用测定,筛选到2株抑菌作用增强的突变子和4株抑菌作用降低的突变子。采用染色体步移技术对此6个突变子中转座子插入位点基因的侧翼序列进行克隆和测序,结合枯草芽孢杆菌168菌株的全基因组序列对测序结果进行序列同源性和基因定位分析,结果表明:抑菌作用增强的2个突变子中,转座子插入到一个功能未知的基因内部,此基因与枯草芽孢杆菌168菌株中的yvoA基因的同源性为98%;抑菌作用降低的4个突变子中,转座子插入位点对应于枯草芽孢杆菌168菌株中的phoP基因内部,插入位点的侧翼序列与枯草芽孢杆菌168菌株中的phoP基因的同源性达到98%。

Ts-86提取物防治黄瓜白粉病的研究

测试了中草药Ts - 86提取物对黄瓜白粉病菌的保护活性 ,并对其稳定性、持效期及抑菌谱等作了进一步研究。结果表明 ,Ts - 86提取物的 5 0倍液防效达 93 0 4 % ,与粉锈宁 (15 %WP) 10 0 0倍液防效相当 ;其酸碱稳定性与热稳定性较差 ,只在中性或微酸微碱条件下活性较高 ,且经 10 0℃处理的活性最高 ,而且其光稳定性很好 ;保护作用的持效期可达 3d ;抑菌谱相对广泛。

枯草芽孢杆菌BAB-1产脂肽类及挥发性物质的分离和鉴定

【目的】对枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis菌株BAB-1产生的脂肽类物质和挥发性物质进行分离鉴定和抑菌活性研究。【方法】采用HPLC和MALDI-TOF-MS对脂肽类物质进行分离纯化和鉴定;采用GC-MS对挥发性物质进行鉴定。【结果】HPLC分析表明,菌株BAB-1产生的脂肽类物质由LP-1、LP-2、LP-3三类组分组成,其中LP-2起主要抑菌作用。MALDI-TOF-MS质谱分析表明,LP-1为surfactin(C13—C15),LP-2为fengycin A(C14—C15)和fengycin B(C14—C18),LP-3成分未能确定。GC-MS结果表明,菌株BAB-1产生的挥发性物质由多种成分组成,主要为醇类、酮类、酸类、胺类和烷烃类等。【结论】枯草芽孢杆菌菌株BAB-1能够产生脂肽类物质和挥发性物质,并且这两类物质都具有较强的抑菌活性。

枯草芽孢杆菌CAB-1抑菌蛋白对黄瓜白粉病的防治作用

采用子叶喷雾法分别测定了枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis CAB-1所产抑菌蛋白粗提物对黄瓜白粉病的保护和治疗生物活性。结果表明该抑菌蛋白粗提物能显著降低黄瓜白粉病的病情指数,其保护和治疗作用的效果分别为73.33%和76.85%;EC50分别为175μg.mL-1和125μg.mL-1。利用曲利苯兰染色法检测抑菌蛋白粗提物对黄瓜白粉菌Sphacrotheca fuliginea生长的影响,结果表明该抑菌蛋白粗提物能有效降低白粉菌分生孢子的萌发率及萌发的芽管个数,造成菌丝顶端畸形膨大呈球状并减少新生分生孢子的个数。接菌3 d后,对照的孢子萌发率为36.98%,而经抑菌蛋白粗提物处理后的孢子萌发率仅为4.8%;接菌7 d后对照每个分生孢子梗上串生孢子个数最多为7个,多数5～6个;而抑菌蛋白粗提物处理后每个分生孢子梗上串生孢子个数最多为2个,大部分为1个。

番茄灰霉病生防细菌BAB-1的鉴定及发酵条件的优化

菌株BAB-1是从土壤中分离出的对番茄灰霉病具有较好防治效果的拮抗细菌。通过对该菌株进行形态特征观察、16SrDNA序列分析和API50CHB细菌鉴定试剂盒鉴定,确定菌株BAB-1为枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)。采用16种培养基对菌株BAB-1进行了发酵培养,结果表明,3号培养基最适合该菌株菌体生长和抑菌物质的产生。进一步进行了培养条件的优化,发现在培养温度30℃,转速210rpm,初始pH7.24,接种量3%,装样量为70mL/250mL时菌体生产量最高,菌量达到1.63×109cfu/mL;而在培养温度30℃,转速210rpm,初始pH7.24,接种量2%,装样量为100mL/250mL时最适合抑菌物质的产生,对番茄灰霉病菌的抑菌圈直径达到1.81cm。

西兰花残体还田对棉花黄萎病防治效果及其对不同生育时期土壤细菌群落的影响

【目的】研究土壤中添加西兰花残体(broccoli residues,BR)对棉花黄萎病及不同生育时期土壤细菌群落结构的影响,为棉花黄萎病的绿色生态防控和化学农药的减量施用提供新途径和思路。【方法】通过田间小区试验,分别以西兰花残体还田和不含有西兰花残体(CK)的耕层土壤中播种的棉花为试验对象,监测不同处理的棉花黄萎病的发生动态。采用实时荧光定量PCR(real-time PCR)和高通量测序(Illumina MiSeq)技术分别测定不同时期土壤中大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)DNA拷贝数量和土壤细菌群落,进而分析西兰花残体还田对土壤中病原菌数量变化和土壤细菌群落的影响。采用主成分分析探索西兰花残体还田对不同生育时期土壤细菌群落在门和属水平的结构变化特征与规律。【结果】西兰花残体还田后棉花黄萎病的发病率和病情指数均呈现出下降趋势,且发病高峰时间推迟,在发病高峰期对黄萎病的防治效果达到70.77%,建立了整个生育期内病情指数-时间病程发展曲线,平均防治效果为57.21%。与空白对照相比,西兰花残体还田处理在棉花生长季和非生长季的4个阶段土壤中大丽轮枝菌DNA拷贝数量分别降低了10.96%、11.11%、25.95%和11.25%。高通量测序分析表明,不同生育时期西兰花残体还田处理显著提高了土壤细菌多样性,丰富度指数Chao1均显著上升,ACE指数在播种前期、花铃期和吐絮期显著上升。与空白对照相比,在不同生育时期内,西兰花残体还田后土壤中的放线菌门(Actinobacteria)菌群的相对丰度呈现显著上升。同时研究表明,西兰花残体还田后优势菌群组成在不同生育时期存在差别,在播种前期和苗期,厚壁菌门(Firmicutes)菌群上升为优势菌群;在蕾期和花铃期,蓝藻细菌门(Cyanobacteria)菌群成为优势菌群。主成分分析表明,西兰花残体还田改变了苗期、蕾期、花铃期和吐絮期的细菌群落结构。进一步分析表明,西兰花残体还田显著增加了链霉菌属(Streptomyces)和芽孢杆菌属(Bacillus)菌群的相对丰度。【结论】西兰花残体还田能够有效抑制棉花黄萎病的发生,降低土壤中大丽轮枝菌DNA拷贝的数量,改变土壤细菌群落结构,增加有益微生物的相对丰度,是一种有效控制棉花黄萎病的绿色措施。

马铃薯健株与黄萎病株根际土壤真菌群落结构及其对碳源利用特征

【目的】通过研究马铃薯健康植株与黄萎病株的根际土壤真菌群落结构与功能多样性的差异,明确土壤真菌群落结构与黄萎病发生之间的关系,为最终从微生物生态学的角度解释马铃薯黄萎病的发生原因及其生态防控提供理论依据。【方法】以河北省坝上地区马铃薯健株与黄萎病株的根际土壤为研究对象,分别利用实时荧光定量PCR(real-time PCR)和高通量测序(Illumina MiSeq)技术检测根际土壤中大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)ITS基因拷贝数量并分析真菌群落结构变化,结合冗余分析(RDA)明确真菌群落结构与土壤养分的相关性。同时利用Biolog-ECO平板法比较健株与黄萎病株根际土壤微生物对碳源的利用能力。【结果】马铃薯黄萎病的发生与土壤中大丽轮枝菌ITS基因拷贝数量存在相关性,在病株根际土壤中病原菌数量高,而在健株根际土壤中未检测到病原菌。高通量测序分析表明,病株根际土壤真菌多样性指数低于健康植株,但多样性差异不显著。在群落组成的门水平上,与健株根际土壤相比,病株根际土壤中的子囊菌门(Ascomycota)和丝孢菌门(Mortierellomycota)相对丰度上升幅度分别为20.68%和16.16%,而担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度下降51.43%。在属水平上,病株根际土壤中轮枝菌属(Verticillium)、青霉属(Penicillium)、维希尼克氏酵母属(Vishniacozyma)、红酵母属(Rhodotorula)和芽枝霉属(Cladosporium)的相对丰度呈上升趋势,增加倍数分别为71.96、3.62、6.11、15.38和6.24倍,而小不整球壳属(Plectosphaerella)、Guehomyces、葡萄穗霉属(Stachybotrys)、赤霉属(Gibberella)、曲霉属(Aspergillus)菌群的相对丰度下降幅度分别为45.10%、61.41%、96.87%、45.85%和44.39%。真菌群落组成与土壤养分的冗余分析(RDA)表明,健株根际土壤优势群落的相对丰度(如小不整球壳属、Guehomyces、葡萄穗霉属、赤霉属、曲霉属)与硝态氮、有机质和pH呈正相关,而黄萎病株根际土壤优势群落的相对丰度(如轮枝菌属、链格孢属、刺盘孢属、被孢霉属、腐质霉属、青霉属、维希尼克氏酵母属、红酵母属和芽枝霉属)与无机磷和速效磷呈正相关。不同根际土壤的AWCD值表明,病株根际土壤微生物对碳源的利用能力高于健株。进一步分析发现,与健株相比,病株土壤微生物对羧酸类碳源的利用能力显著提高,而对氨基酸类、胺类、碳水化合物类、聚合物类和双亲化合物类碳源利用能力差异不显著。【结论】病株的根际土壤真菌多样性降低和群落结构改变是马铃薯黄萎病发生的重要特征,其中轮枝菌属菌群的相对丰度显著提高是最主要特征,并且真菌群落结构受土壤养分影响。同时,病株根际土壤微生物对羧酸类碳源利用能力显著提高。

花铃期棉花黄萎病抗病与感病品种对土壤细菌群落结构的影响

【目的】研究花铃期棉花黄萎病抗/感品种土壤细菌群落结构,了解抗/感品种土壤细菌群落结构与土壤理化性质之间的关系,为棉花黄萎病的监测与绿色生态防控打下理论基础。【方法】通过田间小区试验,以感病品种(鄂荆1号,EJ)和抗病品种(冀863,J863)为试验材料,采用实时荧光定量PCR(real-time PCR)和高通量测序(Illumina MiSeq)技术分别测定花铃期不同阶段(盛花期、开花后期和结铃期)土壤中大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)数量和土壤细菌群落结构,结合冗余分析(RDA)明确细菌群落结构与土壤理化性质的相关性。【结果】棉花黄萎病的发生与土壤中大丽轮枝菌ITS基因拷贝数量存在不同程度的相关性,其中感病品种EJ的发病率和病情指数与土壤中病原菌数量呈正相关,而抗病品种J863的发病率和病情指数与病原菌数量相关性不大。除盛花期外,棉花开花后期和结铃期抗病品种J863土壤中的病原菌数量低于感病品种EJ。高通量测序分析表明,除开花后期,抗病品种J863在盛花期和结铃期的细菌丰富度Chao1和ACE指数均高于感病品种EJ。主成分分析表明,抗/感品种之间及其在花铃期不同阶段的土壤细菌群落结构存在差异。群落组成方面,在门水平上,感病品种EJ的部分优势菌群平均相对丰度低于抗病品种J863,如放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、硝化螺菌门(Nitrospirae)、Patescibacteria和装甲菌门(Armatimonadetes),降低幅度分别为16.38%、4.05%、2.25%、6.58%、7.10%、20.60%和35.78%;在属水平上,感病品种EJ的部分优势菌群平均相对丰度低于抗病品种J863,包括鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)、 Bryobacter、 Iamia、 Pseudarthrobacter、芽球菌属(Blastococcus)、红色杆菌属(Rubrobacter)、类诺卡氏属(Nocardioides)、Pontibacter、链霉菌属(Streptomyces)、Gemmatirosa、微单孢菌属(Micromonospora)和Solirubrobacter,下降幅度分别为5.09%、19.41%、13.79%、2.36%、10.78%、34.47%、46.76%、61.84%、52.75%、48.61%、74.79%、9.13%和26.42%。冗余分析(RDA)表明,土壤细菌群落结构受硝态氮(NO3--N)、速效磷(AP)、铵态氮(NH4+-N)、无机磷(IP)、pH和有机质(OM)指标影响。【结论】土壤中大丽轮枝菌的数量与棉花抗/感品种黄萎病发生的相关性存在差异,感病品种黄萎病的发生程度与土壤中病原菌数量呈正相关。抗病品种在盛花期、开花后期和结铃期土壤的细菌群落结构优于感病品种,并且不同生育时期的优势菌群存在一定程度的差异。土壤中细菌多样性、相对丰度和组成受有机质、pH、氮素类型、速效磷等指标影响。同时,棉花不同生育时期对土壤中细菌群落结构有明显影响。

枯草芽孢杆菌NCD-2菌株抗菌蛋白初步分析

枯草芽孢杆菌NCD-2菌株对棉花黄萎病病原菌大丽轮枝菌具有较强的抗生作用。通过对NCD-2菌株培养条件的研究,结果表明在30℃、培养液初始pH为7.0和培养时间为2 d条件下,利用NB培养基培养该菌株所得培养液抑菌活性优于其他培养基,其培养液经硫酸铵沉淀所得的蛋白粗提液经RNA酶处理后的抑菌活性与对照相比差异不显著,经蛋白酶K和胰蛋白酶处理后的抑菌活性与对照相比差异显著;蛋白粗提液经60℃处理后的抑菌活性与对照相比差异不显著,经80,100,120℃处理后抑菌活性与对照相比差异显著,但经120℃处理30 min后仍有一部分抑菌活性,研究结果说明该菌株产生的抗菌物质存在性质上的差异。

防治番茄灰霉病的枯草芽胞杆菌BAB-1粉尘剂研制

目前我国农药登记的微生物杀菌剂主要为水剂和可湿性粉剂两种剂型。为了克服常规喷雾导致温室大棚内湿度增加给防病带来的不利影响,本文以枯草芽胞杆菌BAB-1为有效成分开展了粉尘剂研究,通过对载体和助剂的筛选,明确了最佳的载体、助剂种类及其比例,最终确定100亿CFU/g枯草芽胞杆菌BAB-1粉尘剂的配方为:滑石粉20%、分散剂GY-D900 2%、菌株BAB-1原药补足至100%。该制剂具有很好的悬浮效果(30 min时悬浮率>50%)。室内盆栽试验表明,菌株BAB-1粉尘剂对番茄灰霉病防效达到57.14%~71.43%,对黄瓜灰霉病的保护作用优于治疗作用,施用1次的防病效果分别为48.80%和1.65%;温室大棚试验结果表明,该制剂在番茄大棚中施用3次后对灰霉病的防效达到79.04%,对照化学药剂嘧菌酯800倍水溶液的防效为82.55%。该研究结果为枯草芽胞杆菌BAB-1粉尘剂的进一步产业化开发和应用提供了科学依据。

烟嘧磺隆的微生物降解研究进展

烟嘧磺隆属磺酰脲类除草剂,因其对玉米安全,对一年生和多年生禾本科杂草及部分阔叶杂草、莎草科杂草高效而在玉米田广泛应用,但其在土壤中的残留则易对后茬敏感作物产生药害。微生物对烟嘧磺隆的降解有望成为修复污染土壤的有效措施。文章从烟嘧磺隆的使用及危害,可降解烟嘧磺隆的微生物种类及降解特性、降解途径、降解酶及其编码基因等方面进行了综述。目前有关烟嘧磺隆微生物降解的研究多集中于其降解菌的筛选、降解特性及降解途径等方面,对于其微生物降解过程中起关键作用的酶和基因方面的研究仍较少,因此未来的研究趋势将主要体现在降解复合菌系的培养、降解微生物的环境生态学、降解基因以及降解酶制剂等方面。

解淀粉芽胞杆菌PHODG36菌剂的研制及其对马铃薯黄萎病的防病增产效果

解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens PHODG36是一株具有抑菌和促生作用的多功能菌株。本研究以菌株PHODG36原粉为有效成分、滑石粉为填料研制了不同芽胞浓度的微生物菌剂,通过盆栽试验研究了菌剂拌种处理马铃薯种薯后对其出苗的影响,在冀北和冀南地区开展田间小区试验研究了该菌剂对马铃薯黄萎病的防治效果及对马铃薯产量的影响。结果表明,制备的PHODG36菌剂外观为浅黄色粉末,无团块。该菌剂平均粒径D50为(38.25±0.46)μm,p H为(6.65±0.15),贮藏后未出现结块和发粘现象,浓度介于1.5×109~2.0×1010 CFU/g。与空白对照和化学药剂相比,不同浓度菌剂拌种处理后校正出苗率之间差异不显著,而菌剂随着浓度的增加,校正出苗率呈下降趋势。不同地区的田间试验表明,PHODG36菌剂在1.5×109~1.0×1010 CFU/g对感病品种黄萎病的病情指数防效为43.08%~58.46%,增产率为8.29%~30.37%;对抗病品种主要表现为增产作用,增产率介于1.85%~9.0%。综合分析表明,菌剂使用浓度为1.5×109~1.0×1010 CFU/g能够有效降低黄萎病的发生,节约投入成本,且增产作用明显。研究结果为黄萎病的防控提供绿色产品,并为该菌剂进一步的大面积推广示范应用奠定了基础。

枯草芽孢杆菌BAB-1脂肽类化合物的分离及稳定性分析

枯草芽孢杆菌菌株BAB-1是一株高效防治番茄灰霉病的生防细菌。通过盐酸沉淀、甲醇萃取的方法,从该菌株的发酵上清液中提取出一种脂肽类化合物。该物质能够显著抑制番茄灰霉菌菌丝生长及分生孢子的萌发,孢子萌发抑制率为83.02%。抑菌谱试验表明该物质对多种植物病原真菌具有明显的抑制作用。此外,该抑菌物质对热稳定,能耐受较广的pH范围,对多种蛋白酶不敏感,在几种常用有机溶剂中保持抑菌活性基本不变。结果表明枯草芽孢杆菌菌株BAB-1产生的脂肽类物质性质稳定,具有较强的抑菌作用。

利用微生物杀菌剂防治马铃薯黄萎病

马铃薯黄萎病是一种重要的世界性土传兼种传维管束病害,危害大且防治困难。利用活体微生物杀菌剂是防治作物土传病害的有效措施之一。本研究通过盆栽试验评价了微生物杀菌剂枯草芽胞杆菌可湿性粉剂对马铃薯出苗和生长的安全性,在河北省马铃薯主产区开展田间小区试验,研究了该制剂有效防治马铃薯黄萎病的使用方法和适宜施用剂量,并在河北省涞源县、围场县和永年区3县区分别开展了田间示范应用。盆栽试验和田间试验结果表明,枯草芽胞杆菌可湿性粉剂15、30和45 kg/hm2拌种处理对马铃薯出苗安全,对马铃薯生长没有不良影响;田间小区试验表明,在围场县试验田中,该制剂30 kg/hm2拌种处理单独使用或30 kg/hm2拌种加15 kg/hm2初花期滴灌使用均能显著减轻马铃薯黄萎病的发生,分别增产15.53%和17.10%;在新乐市试验田,枯草芽胞杆菌可湿性粉剂30 kg/hm2拌种处理显著增加马铃薯产量16.38%。田间示范应用结果表明,枯草芽胞杆菌可湿性粉剂30 kg/hm2拌种处理在涞源县和围场县防治马铃薯黄萎病效果显著,防效分别为84.22%和72.93%,两地分别显著增产24.30%和9.27%;在邯郸市永年区,相比化学药剂对照处理,枯草芽胞杆菌可湿性粉剂30 kg/hm2拌种处理显著增加马铃薯产量19.73%。本研究表明,枯草芽胞杆菌可湿性粉剂对马铃薯黄萎病具有显著的防治效果和显著的增产效果,为该制剂在马铃薯生产中高效应用提供了科学依据。

西兰花植株残体还田对棉花黄萎病的防治效果及其安全性评价

本研究探讨了温室和田间试验条件下西兰花植株残体还田对棉花黄萎病的防治效果以及西兰花残体对棉花生长的安全性,以期为深入研究西兰花植株残体对棉花黄萎病的生态防治机制提供依据。将粉碎的西兰花植株残体与培养基质分别按1%、3%、5%、7%和14%处理混匀,在(28±2)℃条件下分别腐解7和30d后种植棉花,测定其对棉花出苗率、株高的影响以及对黄萎病的防治效果。研究结果表明,当腐解时间为7d,西兰花残体处理比例为1%和3%时,棉花出苗率与不添加西兰花残体的空白对照处理不存在显著差异,但对株高具有显著促生长作用,增幅分别为19.46%、42.41%和36.96%;西兰花残体添加比例为5%、7%和14%时,对出苗具有不同程度的抑制作用。当腐解时间为30d时,上述各比例西兰花残体处理后的棉花出苗率和株高与空白对照之间差异不显著。西兰花残体处理显著降低了棉花黄萎病的发病率和病情指数,其21d后的防治效果达到72.55%。田间试验表明,西兰花残体在棉花全生育期内对黄萎病的防治效果为43.06%。综合分析表明,西兰花残体的施入,促进了棉花生长,降低了黄萎病的发病率和病情指数,且在发病初期的防治效果优于后期。研究结果为深入研究西兰花残体防治棉花黄萎病的生态机制提供理论依据和技术指导,最终为棉花黄萎病的绿色防控和化学农药的减量提供了新途径和思路。

枯草芽孢杆菌NCD-2对棉花根系分泌物L-脯氨酸响应的转录-蛋白质组学联合分析

【目的】棉花根系分泌物L-脯氨酸是影响生防菌株定殖的关键因素之一,前期研究发现L-脯氨酸能够提高枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)NCD-2生物膜形成能力。通过高通量测序技术分析L-脯氨酸调控枯草芽孢杆菌NCD-2生物膜形成和生防潜力相关的基因,为深入认识棉花根系分泌物与生防菌株的分子互作关系打下基础。【方法】以枯草芽孢杆菌NCD-2菌株为供试材料,外源添加浓度为10 mg·mL^(-1)的L-脯氨酸共培养24 h后,分别进行转录组(RNA-seq)和同位素标记相对定量蛋白质组技术(iTRAQ)分析,对所获得的转录组和蛋白质组数据进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)验证不同代谢通路中部分差异基因的表达情况。【结果】转录组分析发现,L-脯氨酸和NCD-2菌株共培养后,获得1071个差异表达基因(DEG),其中602个基因上调,469个基因下调。GO分析发现在生物过程、细胞组分和分子功能方面分别有49、14和30个功能条目显著富集。KEGG代谢通路主要富集在化合物代谢、鞭毛组装、细菌运动和趋化作用。蛋白质组学分析发现,筛选到211个差异表达蛋白(DEP),其中118个蛋白上调,93个蛋白下调。GO分析发现在生物过程和分子功能方面分别有13和8个功能条目显著富集。KEGG代谢通路主要富集在氨基酸代谢、碳水化合物类代谢、鞭毛组装和ABC转运蛋白。进一步转录-蛋白质组学联合分析发现,在L-脯氨酸作用下,检测到共有的显著差异表达基因(或蛋白)112个,其中38个基因(或蛋白)下调,74个基因(或蛋白)上调。GO功能显著富集主要集中在营养库活性、催化活性、细胞膜、定位、细胞脂质代谢过程、氧化还原过程、sigma因子活性、转运活性、芽孢形成9个方面。KEGG代谢通路主要富集在能量代谢、ABC转运蛋白、抗生素生物合成、鞭毛组装、运动或趋化作用和双组分系统方面。RT-qPCR验证了26个差异表达显著基因,结果发现在表达量上存在一定的差异,但表达趋势与RNA-seq和iTRAQ组学分析结果基本一致。【结论】棉花根系分泌物L-脯氨酸与枯草芽孢杆菌NCD-2之间的互作存在一个复杂的生物过程,依赖于不同代谢通路网络中的多个基因。双组分系统、抗生素生物合成、能量代谢、运动或趋化作用、鞭毛组装和ABC转运蛋白通路中的差异基因(或蛋白)可能在棉花根系分泌物与枯草芽孢杆菌互作过程方面发挥着重要作用。

生防枯草芽孢杆菌CAB-1抑菌蛋白产生条件及其稳定性研究

枯草芽孢杆菌CAB-1是一株对番茄灰霉病有显著防效的生防菌株,抑菌蛋白是其产生的主要抑菌物质之一。研究表明,菌株CAB-1产生抑菌蛋白的最佳培养条件为:接种量2%,培养温度30℃,转速180r/min,装液量100 mL/250 mL,培养时间48 h。考马斯亮蓝法测得最佳培养条件下菌株CAB-1产生的粗蛋白浓度为0.16 mg/mL。该粗蛋白对胰蛋白酶及蛋白酶K不敏感,胃蛋白酶处理使其活性降低14%;抑菌蛋白在100℃以下处理30 min活性变化差异不显著,而121℃处理30 min其抑菌活性为对照的72%。抑菌蛋白对酸碱的耐受范围广,在pH值3～12的范围内抑菌活性均能保持在75%以上,pH值2时抑菌活性降低为对照的59%。经甲醇、氯仿、乙醚、乙酸乙酯及丙酮处理后该粗蛋白的抑菌活性变化不大。

粪产碱杆菌ZWS11菌株对烟嘧磺隆的酶促降解特性

为明确粪产碱杆菌Alcaligenes faecalis ZWS11菌株对烟嘧磺隆的酶促降解特性,采用丙酮沉淀、超声波破碎和高速离心等方法,提取制备了ZWS11菌株的胞外和胞内粗酶液以及菌体碎片悬浮液,并分别测定了其酶活力。结果表明：当V（菌体发酵液）：V（丙酮）=1：3时提取到的胞外粗酶液具有较高的酶活力;胞外粗酶液、胞内粗酶液和菌体碎片悬浮液对24.9μmol/L烟嘧磺隆的平均降解率分别为87.4%、16.9%和17.4%,胞外粗酶液的降解能力与胞内粗酶液或菌体碎片悬浮液相比差异显著（P〈0.05）,由此确定对烟嘧磺隆起降解作用的酶属于胞外酶。最适降解条件研究表明：该降解酶的酶促反应适宜温度为35℃,较适p H值为6.0,反应时间为30 min,在此条件下其对烟嘧磺隆的降解率在80%以上。此外,该降解酶在35~70℃、p H值4.0~9.0范围内均能够保持较高的酶活力,对烟嘧磺隆的降解率均在60%以上,表明该降解酶具有较好的热稳定性和酸碱稳定性。加入不同浓度十二烷基硫酸钠（SDS）和苯甲基磺酰氟（PMSF）,对该降解酶的活力表现出了不同程度的抑制作用。研究结果可为烟嘧磺隆降解酶制剂的规模化生产及被烟嘧磺隆污染土壤的生物修复提供科学依据。

解淀粉芽胞杆菌PHODB35对小麦的促生作用及产量影响

解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens PHODB35是一株具有抑菌和促生作用的多功能菌株。为了明确其对小麦的促生作用,通过离体平皿法研究菌株PHODB35发酵液对小麦种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,菌株PHODB35发酵液对种子萌发和芽长生长存在不同程度影响,其中高浓度发酵液(10×10^8和2×10^8CFU/mL)对上述指标具有抑制作用,低浓度发酵液(1×10^8、1×10^7、2×10^6和1×10^6CFU/mL)对种子萌发不存在显著影响,但促进芽长的生长,其增长幅度为13.48%~20.22%,初步明确了菌株PHODB35适宜的接种浓度为1×10^8CFU/mL。温室盆栽试验表明,在该接种浓度处理后小麦的株高、鲜重、干重和基质有效磷含量均有不同程度的增加。同时以该菌株为活性成分研制的有机肥料(浓度为1×10^8CFU/g)的盆栽试验结果表明,随着PHODB35有机肥用量的增加,分别提高了基质有效磷和小麦植株全磷含量3.86和3.55倍,其促生作用优于普通有机肥。多地区的田间试验表明,PHODB35有机肥处理(T3)在产量方面高于化学肥料减施处理(T2),增产率5.31%~9.06%。该研究结果为解淀粉芽胞杆菌PHODB35有机肥的进一步产业化开发和应用提供了科学依据。