不同植物根际土壤有益细菌种类及其功能鉴定

【目的】从不同植物根际土壤中的细菌种类差异入手,筛选具有防治植物病害和促进植物生长的菌株,构建植物有益细菌菌库,为植物病害的生物防治提供基础。【方法】采用土壤稀释平板法从园林植物、果树、蔬菜、中草药等植物根际土壤中分离细菌,利用16S rDNA序列分析法鉴定菌株,并通过平板对峙培养法和透明圈法进行抑菌活性和生防相关物质的检测。【结果】从中国不同省市地区采集的44份植物根际土壤中分离得到531个细菌菌株,其中蔬菜根际来源的菌株最多,占61.21%,果树根际来源的菌株占20.15%、园林植物根际来源的菌株占17.33%、中药材根际来源的菌株占1.32%。分离出的细菌中芽胞杆菌属(Bacillus)为优势菌属,占41.62%;其次为假单胞菌属(Pseudomonas)和链霉菌属(Streptomyces),分别占14.50%和6.21%;泛菌属(Pantoea)和节杆菌属(Arthrobacter)较少,分别占2.64%和2.45%;其他属占33.15%。对其中的292个细菌菌株进行抑菌活性和生防相关物质的测定,结果表明具有抑制真菌活性的菌株占17.50%,抑制细菌活性的菌株占18.84%;79.79%的菌株具有解钾能力,20.20%的菌株具有溶磷能力,22.26%的菌株具有产嗜铁素活性;60.62%的菌株具有产蛋白酶活性,36.30%的菌株具有产淀粉酶活性,4.79%的菌株具有产几丁质酶能力。【结论】不同植物根际土壤中含有种类繁多的植物有益细菌,且具有较好的抑菌和促生功能。本研究建立的有益细菌菌库可为植物病害生物防治提供较好的菌株来源。

pH对解淀粉芽胞杆菌TR2生长和在土壤中定殖的影响

【目的】为了明确解淀粉芽胞杆菌TR2菌株在不同pH值土壤中的定殖能力及运动性、生物膜形成等相关的影响。【方法】采用平板计数法、结晶紫染色法、运动性平板法等研究不同pH条件对菌株的生长速度、趋化性、生物膜形成、涌动性及在土壤中的定殖能力。【结果】解淀粉芽胞杆菌TR2菌株适合生长和定殖的pH值范围为pH5~10,其中最适pH为7~8,且在pH为7~8的环境中,菌株有较好的涌动性运动能力。解淀粉芽孢杆菌TR2在pH7的中性环境中向不同pH环境的趋向中,向pH 8的趋向最为明显。解淀粉芽孢杆菌TR2在pH8~9形成良好复杂的生物膜,在pH8的土壤中的定殖能力好于其他处理。【结论】中性或弱碱性土壤更利于解淀粉芽胞杆菌TR2菌株的生长与定殖,为解淀粉芽胞杆菌TR2菌株的开发和利用提供了试验依据。

课程思政在植物病原物生物学教学中的探索

专业课程是高等学校大学生思政教育的重要平台,与思政课程相辅相成,互相促进。为了探索如何在专业课程中有效地开展课程思政,以植物保护专业的一门专业课程植物病原物生物学为例,探讨了开展课程思政的目标和意义、思政元素的挖掘与应用等,并对专业课思想政治教育提出了一些思考,以期为高校教师开展专业课的课程思政改革研究提供参考。

枯草芽胞杆菌9407TnYLB-1转座子突变体库的构建

枯草芽胞杆菌9407(B9407)是1株对苹果轮纹病具有显著防效的生防菌株。为深入研究该菌株防病的分子机制,利用携带转座子TnYLB-1的温敏型质粒pMarA构建了B9407的突变体库。通过电击转化将pMarA转化至B9407,经过30℃培养,37℃转座诱变,50℃进行pMarA质粒消除,最后通过抗性筛选,获得3 500个转座子插入突变的单克隆,构建了B9407的突变体库。该转座子TnYLB-1的转座效率达到2.4×10-3,pMarA的质粒消除率达97.3%。随机挑选12株突变子进行PCR及Southern blotting杂交,结果表明:转座子TnYLB-1能够随机插入到B9407基因组上,大于90%的突变子为转座子单拷贝插入。B9407TnYLB-1转座子突变体库的构建为筛选和研究影响该菌株生防功能相关的基因并揭示其生防机制奠定了基础。

解淀粉芽胞杆菌TR2对草莓土壤酶活性的影响与防病促生作用

为探究生防菌防病促生的土壤微生态作用机制,本试验以生防解淀粉芽胞杆菌TR2对草莓进行灌根处理,利用比色法和滴定法对不同时间段的土壤酶活性进行测定和比较,并调查了草莓生长相关数据和草莓根腐病的发生率。结果表明:解淀粉芽胞杆菌TR2处理后,草莓根际土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和磷酸酶的活性明显高于对照,且持续时间长,到第60 d仍有明显促进作用。TR2处理对草莓根际土壤脲酶活性和蔗糖酶活性的促进作用较好,分别从第7 d和第15 d开始表现明显促进作用,第30 d时最好,脲酶活性比对照高出215%,蔗糖酶活性比对照高出124%。TR2处理从第15 d和第30 d开始分别表现对磷酸酶活性和过氧化氢酶活性的明显促进作用;对过氧化氢酶活性的促进作用在第60 d时最好,比对照高出43%;对磷酸酶活性的促进作用在第15 d时最好,酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性比对照分别增加69%和45%。解淀粉芽胞杆菌TR2处理后草莓的根长、根重、叶面积和最大单果重等各项生长指标都优于对照组,对根长的促进作用在20%左右,根重在第60 d时比对照组高出92%,15 d时平均最大叶面积比对照大10 cm^(2),第30 d时平均每株比对照多长出1.2个新叶。解淀粉芽胞杆菌TR2处理有利于降低根腐病的发病率,防效在25.0%左右。

yhcZ基因在苏云金芽胞杆菌生长中的功能研究

在枯草芽胞杆菌和蜡样芽胞杆菌中,yhcZ基因和yhc Y基因组成双组分系统调控细菌生长,但yhcZ基因在苏云金芽胞杆菌中发挥的生物学功能尚未明确。本研究通过基因功能注释、上下游基因排列分析和氨基酸序列比对,证实苏云金芽胞杆菌库斯塔克亚种HD73中HD73_5824基因为yhcZ基因,推测其与HD73_5825基因(yhc Y基因)共同组成双组份系统调控细菌生长。利用同源重组技术敲除HD73菌株中的yhcZ基因获得缺失突变体HD(ΔyhcZ),其在LB和SSM培养基中生长均慢于野生型HD73,而互补菌株HD(ΔyhcZ::yhcZ)菌株则能够部分恢复生长,表明yhcZ基因的缺失影响了该菌株细胞的生长。在以0.4%葡萄糖为唯一碳源的M9培养基中,HD(ΔyhcZ)生长速度快于HD73,表明yhcZ基因在该菌株吸收利用葡萄糖的过程中发挥重要作用。Biolog实验显示HD(ΔyhcZ)的单孔颜色变化率低于HD73,且对D/L-丝氨酸、甲酸、D-葡糖酸、L-组胺,D-乳酸甲酯以及柠檬酸等的吸收利用能力低于HD73,表明yhcZ基因能显著影响HD73菌株对碳源的利用。同时,HD(ΔyhcZ)对8%Na Cl的耐受能力弱于HD73,表明该基因可能参与细菌细胞应力响应相关基因的表达与调控。以上结果表明yhcZ基因在HD73菌株生长过程中对葡萄糖及其他碳源的利用具有重要的促进作用。本研究结果为解析yhcZ基因调控葡萄糖及碳源利用的分子机制奠定基础,且为进一步研究细菌生长及发酵提供参考。

芽胞杆菌BJ-10的鉴定及其抑菌活性与防病作用

【目的】为了明确芽胞杆菌(Bacillus sp.)BJ-10的分类地位、抗菌物质特性和生防能力。【方法】利用PCR扩增并测序获得了芽胞杆菌BJ-10的gyrB基因序列,通过序列比对和聚类分析初步确定其分类地位;采用平板对峙的方法检测了BJ-10的抑菌谱;通过不同温度和pH处理测试了BJ-10发酵液中抗菌物质的稳定性;室内盆栽试验检测了BJ-10对甜瓜白粉病和细菌性果斑病的防治效果。【结论】初步鉴定菌株BJ-10为解淀粉芽胞杆菌(B.amyloliquefaciens);BJ-10对测定的9株植物病原真菌和1株病原细菌均具有不同程度的抑制作用;BJ-10发酵液中的抗菌物质具有较好的热稳定性和抗酸碱能力;室内盆栽试验结果显示芽胞杆菌BJ-10稀释发酵液对甜瓜白粉病和甜瓜细菌性果斑病均具有较高的防效。

解淀粉芽胞杆菌BJ-6基因组测序与抗菌代谢产物合成基因分析

【目的】解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)是目前植物病害生物防治研究的热点之一。为了探索解淀粉芽胞杆菌BJ-6的生防机制,对该菌株的全基因组进行测序分析。【方法】利用二代测序技术对解淀粉芽胞杆菌BJ-6进行全基因组测序,使用Prodigal等软件进行基因预测与功能注释,并搜寻主要的抗菌次级代谢产物合成基因簇,转录分析这些抗菌代谢产物合成基因的表达。【结果】解淀粉芽胞杆菌BJ-6基因组大小为4175709 bp,有4261个基因,GC含量为46.12%,搜寻到7种抗菌次级代谢产物合成基因簇,其中表面活性素合成基因簇与模式菌株FZB42相比出现较大差异,这7种抗菌物质合成基因在12~60 h培养条件下均能正常表达。【结论】获得解淀粉芽胞杆菌BJ-6的全基因组序列信息,挖掘抗菌物质合成基因簇,为今后深入研究解淀粉芽胞杆菌BJ-6产生的抗菌物质及其抑菌机制提供保障。

枯草芽孢杆菌菌株ZT4-2电击转化体系的建立

【目的】建立枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)菌株ZT4-2的高效电击转化体系。【方法】带有荧光蛋白标记的穿梭质粒pGFP78,通过电击转化法将其转入枯草芽孢杆菌菌株ZT4-2。【结果】菌株培养阶段、感受态细胞浓度、感受态细胞量、质粒体积量、转化电压等条件的不同,会对电击转化效率造成影响。其中试验条件:制备感受态细胞的菌株培养阶段的OD_(600 nm)值=1.0,重悬菌体时每100mL起始菌液加入600μL的40%PEG6000;电击转化体系中,感受态细胞量200μL,质粒体积10μL,转化电压2.5kV。最高转化效率可达6823.67CFU/μg。【结论】建立了枯草芽孢杆菌菌株ZT4-2的电击转化体系,电击转化效率较高。

解淀粉芽胞杆菌TR2复配育苗基质对西瓜幼苗生长的影响

以解淀粉芽胞杆菌TR2和不同育苗基质以及西瓜幼苗为试材,采用稀释涂布平板法和盆栽试验法,研究了9种不同配方基质对解淀粉芽胞杆菌TR2的定殖量随时间变化的影响,以及盆栽条件下复配TR2对西瓜幼苗各项生长指标的影响,以期筛选出草炭使用量低、TR2稳定定殖以及西瓜幼苗健康生长的基质配方。结果表明:解淀粉芽胞杆菌TR2在供试基质中均能定殖,并且30 d内的平均定殖量在5×10^(6)CFU·cm^(-3)左右,其中B6基质中定殖量最高,为8.1×10^(6)CFU·cm^(-3)。西瓜幼苗在含有蚯蚓粪的基质(B2、B6、B7、B8)中在株高和鲜质量方面的生长均明显优于不含蚯蚓粪的基质,含有椰糠的基质B8在根长方面表现最好。基质复配解淀粉芽胞杆菌TR2后,西瓜幼苗的株高和鲜质量相较于不加生防菌有明显增加,其中基质B2复配菌株TR2对西瓜促进作用最明显,比未添加生防菌高出44.2%。基质中添加生防菌对西瓜幼苗的根长和根鲜质量的促进作用不明显。

设施果树优质高效生产关键技术研究与应用

设施果树是我国果树产业的重要组成部分,在现代农业、乡村振兴、农民致富、鲜活农产品市场周年供应过程中具有举足轻重的地位。然而,在设施果树生产过程中存在品种适应性差、树种单一、品种缺乏,设施条件不配套和工作效率差,设施果树生产技术缺乏、不完善、产量低、品质差的现象。

苏云金芽胞杆菌Sigma H对芽胞形成的影响

【目的】检测苏云金芽胞杆菌HD73中的转录调控因子Sigma H(σ~H)对spo0A基因转录的调控作用;异源表达纯化Sigma H蛋白,验证其对spo0A基因启动子的直接结合;检测sigH基因的缺失对苏云金芽胞杆菌HD73芽胞形成和晶体蛋白产生的影响。【方法】通过测定spo0A基因启动子指导的β-半乳糖苷酶活性评价spo0A基因在苏云金芽胞杆菌HD73野生型和sigH缺失突变体中的转录水平;通过PCR扩增苏云金芽胞杆菌HD73的sigH基因并插入到表达载体pET21b上,将质粒转入到表达菌株BL21(DE3)中,得到重组菌株BL21 (pETsigH);利用镍柱亲和纯化和阴离子交换纯化得到纯化的Sigma H蛋白;通过凝胶迁移实验(electrophoretic mobility shift assay,EMSA)验证Sigma H蛋白与spo0A基因启动子的直接结合;通过显微镜观察、活芽胞计数的方法对突变株HDΔsigH进行表型特征分析。【结果】sigH缺失后,spo0A基因转录活性降低;在大肠杆菌中正确表达并纯化出大小约为28kDa的Sigma H-His蛋白;EMSA结果表明纯化后的Sigma H-His蛋白可与spo0A基因启动子结合;镜检和活芽胞计数结果表明突变株HDΔsigH无法产生芽胞和蛋白晶体。【结论】Sigma H蛋白通过与spo0A基因启动子结合直接调控spo0A基因的表达且sigH基因的缺失阻断了苏云金芽胞杆菌中芽胞和晶体蛋白的产生。