长枝木霉菌M-1的突变株筛选以及纤维降解特性研究

本研究通过紫外(UV)诱变方法对纤维素降解菌长枝木霉(Trichoderma longibrachiatum)M-1进行诱变,对诱变菌株进行筛选、鉴定,并对其酶活力和玉米秸秆降解特性进行测定。结果表明:有5个菌株的水解圈直径/菌落直径(D/d)值较对照增大。ITS rDNA测序结果表明,5#菌株发生了突变。通过形态学观察和聚类分析,确定5#菌株也为长枝木霉。酶活力测定结果显示,5#菌株各酶活均有所提高,滤纸酶活(Fpase)提高了30.06 U/mL,外切酶活(CBH)提高了24.44 U/mL,内切酶活(EG)提高了19.01 U/mL。玉米秸秆粉降解结果表明,菌株5#的降解率、纤维素降解率及半纤维素降解率分别提高了10.01%(2.48倍)、6.46%(1.8倍)和3.03%(1.58倍)。经过电镜扫描发现,菌株5#对玉米秸秆的降解程度比对照更彻底。本研究为农作物秸秆得以大量利用提供了优良的菌株资源。

长枝木霉菌对水稻耐盐碱特性的影响

为确定木霉菌对植物的解盐促生效果,选择长枝木霉菌为研究对象,在盐碱胁迫条件下,测定其对水稻生物量、生理生化指标和光合指标的影响。结果表明,与未接菌相比,水稻的种子萌发率提高25%~32%和萌发势提高0.03~0.20。处理7 d后,水稻的胚根和胚芽分别显著升高38.9%~50%和14.2%~50%。在生物量方面,盐碱胁迫条件下,长枝木霉菌增加了水稻幼苗的株高、地上部分干鲜重、地下部分干鲜重和根长,其中地下干鲜重显著增加,为15.3%~42%。叶绿素a增长16.5%~27.1%,叶绿素b增长19%~29.5%,总叶绿素增长19.7%~19.9%。在生理指标方面,盐碱胁迫条件下,接菌后,过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和丙二醛含量测定下降。过氧化物酶在碱条件下显著下降27.9%。在光合指标方面,长枝木霉菌使水稻叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO_(2)浓度(体积分数)等显著提高。以上结果表明,在盐碱条件下,长枝木霉菌促进水稻幼苗的生长。

长枝木霉菌非核糖体肽合成酶基因启动子NP249的克隆及功能验证

Peptaibols是由真菌非核糖体肽合成酶(NRPS)合成的多肽抗菌素,能够抑制多种病原菌,促进植物生长和诱导细胞凋亡。为了深入探究木霉菌非核糖体肽类抗菌素合成的调控机制,为通过基因工程来提高Peptaibols产量提供帮助。通过设计引物,克隆长枝木霉菌非核糖体肽合成酶基因NP249的上游启动子区域,然后构建到一个具有绿色荧光蛋白基因(GFP)融合表达载体,验证基因NP249的启动子。以长枝木霉菌总DNA为模板,使用引物249-1B和249-4X,通过PCR技术扩增克隆到了NRPS的启动区域,全长1 204 bp。通过启动子NP249替代载体上GFP启动子,分别用BamHⅠ和XmaⅠ酶切pCX-62载体和启动子片段,T4连接酶连接,构建GFP融合载体pCX-62-NP249-GFP。通过限制性内切酶介导的转化技术转化(REMI)木霉菌原生质体,得到的转化子转到含潮霉素的培养基上进行筛选,得到潮霉素抗性转化子Z249,进一步通过荧光显微镜检测转化子,转化子Z249能检测到GFP荧光。克隆到的启动子能启动GFP表达,具备启动子功能。

长枝木霉菌抑菌谱测定及其抑菌作用机理研究

为了初步明确长枝木霉菌(Trichoderma longibrachiatum)对植物病原菌的抑菌谱和抑菌作用机理,采用对峙培养和显微观察相结合的方法测定了长枝木霉菌对12种植物病原菌生长的抑制作用,并通过显微观察的方法研究了长枝木霉菌对12种病原菌的抑菌机理。对峙培养结果表明,长枝木霉菌对苹果树腐烂病菌(Valsa ceratosperma)和棉花立枯病菌(Rhizoctonia solani)的生长抑制作用最强,生长抑制率分别为86.4%和72.5%,且培养3 d后长枝木霉菌的菌落可覆盖苹果树腐烂病菌整个菌落和棉花立枯病菌菌落边缘,并在苹果树腐烂病菌菌落表面和棉花立枯病菌菌落边缘产生大量孢子,拮抗等级分别为Ⅰ和Ⅱ级;对小麦叶斑病菌(Bipolaris triticicola)的生长抑制作用最弱,生长抑制率仅为27.5%,拮抗等级为Ⅲ级。抑菌作用机理试验结果表明,长枝木霉菌与12种病原菌相互作用后可通过产生抑菌圈、营养和空间竞争作用、重寄生作用,覆盖或深入病原菌菌落内部生长,占领病原菌的生长空间,以及菌丝与病原菌菌丝相互缠绕和交错,且缠绕的部位出现明显缢缩,最终使部分病原菌菌丝细胞原生质浓缩和菌丝断裂。因此,长枝木霉菌对供试的12种植物病原菌生长均具有一定抑制作用,并且明确了其抑菌作用机理。

长枝木霉菌肥对玉米生长、土壤肥力和根际微生物的影响

为探讨长枝木霉菌肥在玉米栽培上的应用效果及其作用机制。采用盆栽法,设置3个处理:(1)每克土加入0.01 g菌肥(YJ),(2)0.07%化肥(YF),(3)每克土加入0.01 g菌肥基质(YD)。测定不同处理下玉米生长、生理、土壤养分、土壤酶活及根际微生物群落等指标。结果表明,YJ和YF处理对玉米生长具有显著的促进作用,二者与YD处理相比均差异显著(P<0.05),而YJ与YF处理相比,对玉米生长指标影响的差异不显著(P>0.05);其中,与YD处理相比,YJ和YF处理对玉米苗高、根长、地上干重、地下干重、地上鲜重和地下鲜重分别提高了44.65%和39.87%、75.74%和71.25%、83.33%和33.33%、300%和150.00%、101.85%和55.56%、356.67%和130.00%;与YD处理相比,YJ和YF处理均可提高玉米的生理指标,其中YJ处理对玉米生理指标的促进作用更明显(P<0.05);YJ和YF处理均可提升玉米根际土壤养分和土壤酶活性,且YJ处理比YF处理的提升幅度更大;对玉米根际微生物群落的影响结果显示,YJ处理可以增加玉米根际土真菌OTU数量,减少根际土细菌OTU数量(P<0.05);YF处理会增加根际土细菌OTU数量,但会减少真菌OTU数量。综上,长枝木霉菌肥与化肥相比对玉米生长、生理、土壤养分、土壤酶活和土壤微生物群落的积极作用更为明显,有望在未来全部或部分的代替化肥,在促进玉米生长的同时,减少无机化肥的用量。

一株海洋源长枝木霉菌ST-27的发酵产物对无乳链球菌的抑制作用研究

本文采用分光光度法和琼脂扩散法,初步研究了一株海洋源长枝木霉菌ST-27的发酵产物对无乳链菌的抑制作用,结果显示该发酵产物的二氯甲烷萃取物对无乳链球菌的抑制作用明显,最小抑菌浓度(MIC)值为0.312 mg/mL;实验表明,该萃取物对无乳链球菌的生物被膜形成具有重要影响,进一步通过扫描电镜发现二氯甲烷萃取物作用后的无乳链球菌,其大部分细胞表面有明显褶皱甚至出现破裂;与临床上常见的抗生素的抑菌效果比较,二氯甲烷萃取物的抑菌活性有明显的优势。

古龙酸母液、木霉菌与活性污泥配施对矸石山黑麦草生理特性及土壤微生物性质的影响

煤矿开采区矸石山由于其有机质含量低、土壤物理结构不良,致使植物生长困难,复垦难度大。针对上述问题,将微生物菌剂与废弃资源配施,以期在矸石山建立适宜先锋植物定植的复垦环境并筛选最优施用方案。以黑麦草(Lolium perenne)为供试植物,选取废弃资源古龙酸母液(RAE)、长枝木霉菌(TL)与剩余活性污泥(AS)为改良剂在矸石山基质生境条件下进行盆栽试验,设置8种不同处理,分别为RAE、TL、AS、RAE+TL、RAE+AS、TL+AS、RAE+TL+AS及CK,评估不同处理对黑麦草生长生理、土壤酶活性及微生物量的影响。结果表明,(1)各处理均能够提高黑麦草的生长指标,其中RAE+TL+AS三施对黑麦草总生物量的提高效果最好,比CK提高了2.52倍;同时各处理总体上能够降低叶片丙二醛含量,提高叶片过氧化氢酶活性、脯氨酸和可溶性糖含量,表明TL、RAE、AS是通过提高植物抗氧化功能而不是通过提高渗透压的方式来提高抗逆性。其中AS单施对提高黑麦草生长、生理性质的效果最好,其生长生理综合指数(PGPI)比CK提高了3.88倍。(2)在土壤酶活性方面,单施处理中AS,配施处理中TL+AS,对蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性提升效果最好。(3)在土壤微生物量方面,RAE+TL+AS三施对微生物量碳的提高幅度最大,比CK提高了1.64倍。各处理中,AS单施处理的土壤微生物质量综合指数(SMQI)最高,但考虑到总生物量(复垦效果),建议矸石山复垦采用三施处理;从成本角度考虑,建议采用AS单施处理。该研究为矿区矸石山复垦提供有益的技术探索,也为古龙酸母液和剩余活性污泥的资源化利用提供了全新的见解和技术支持。