暹罗芽胞杆菌JZ1-4-10对马铃薯干腐病的抑菌作用及机理

为了得到对马铃薯干腐病具有良好抑菌效果的生防细菌,本研究从4株芽胞杆菌中筛选出暹罗芽胞杆菌JZ1-4-10,并通过马铃薯活体试验探究菌株JZ1-4-10防治马铃薯干腐病及其相关防御酶活性的影响。结果表明,4株芽胞杆菌中菌株JZ1-4-10的抑菌活性最高,对茄病镰刀菌的抑菌率达59.15%,发酵液的抑菌率达61.25%;此外,菌株JZ1-4-10处理有效提高了马铃薯SOD和POD活性,降低PPO酶活性和MDA含量,保持了马铃薯贮藏期间的品质,且对马铃薯干腐病的预防效果优于治疗、钝化的防治效果,达85.17%;同时,该菌株菌悬液及挥发性有机物均有较高的抑菌活性,并具有较强的生物膜形成能力。因此,暹罗芽胞杆菌JZ1-4-10对马铃薯干腐病有着巨大的防治潜力,可进一步开发成生防菌剂。

响应面法优化生防暹罗芽孢杆菌JZ1-4-10的发酵参数

【目的】优化暹罗芽孢杆菌JZ1-4-10的发酵培养基组分配比和发酵条件,以提高其对马铃薯干腐病菌的抑菌活性,为后续相关生防制剂的工业开发及农业应用打下理论基础。【方法】通过单因素试验筛选菌株JZ1-4-10生长的最佳碳源、氮源、无机盐及适宜浓度,通过响应面法获得菌株JZ1-4-10的最佳发酵培养基组分配比,在此基础上优化菌株JZ1-4-10的发酵温度、pH、接种量、装液量和摇床转速等发酵条件。【结果】菌株JZ1-4-10的最佳碳源、氮源和无机盐分别为玉米粉、大豆蛋白胨和KCl。以玉米粉(A)、大豆蛋白胨(B)和KCl(C)为因变量,菌株JZ1-4-10对马铃薯干腐病病原菌茄病镰刀菌的抑菌活性为响应值,拟合得到菌株JZ1-4-10抑菌率(y)的二次多项回归方程为y=64.02+0.4937A+2.31B-2.19C-1.17AB+138AC-1.81BC-4.73A2-4.58B2-3.86C2,其中,玉米粉、大豆蛋白胨和KCl间的交互作用对菌株JZ1-4-10抑菌活性的影响均达显著水平(P<0.05),尤其玉米粉与KCl及大豆蛋白胨与KCl的交互作用对抑菌活性的影响达极显著水平(P<0.01)。响应面分析优化得到菌株JZ1-4-10的最佳发酵培养基组分配方:玉米粉0.94%、大豆蛋白胨1.23%、KCl 0.72%,且该条件下菌株JZ1-4-10的抑菌活性的实际值为65.20%,与试验预测的64.63%非常接近。经单因素优化后菌株JZ1-4-10的最佳发酵条件为装液量90 mL/250 mL、接种量1.5%、摇床转速160 r/min、培养温度30℃、pH 7。【结论】优化后的培养基提高了菌株JZ1-4-10的产孢量和抑菌活性,优化的发酵方案可用于快速、大批量培养菌株JZ1-4-10菌悬液。

芽孢杆菌复合菌群的构建及其对野燕麦除草活性研究

【目的】构建芽孢杆菌复合菌群,优化菌群组合并研究其杀草谱、作物安全性及对野燕麦的除草活性,为开发新型生物除草菌剂提供新思路和理论依据。【方法】以课题组前期筛选到的芽孢杆菌D30202、JZ1-1-9、JZ2-4-15和JZ2-2-1为材料,采用皿内对峙试验测定菌株间的相容性,并结合分光光度法测定菌株生长曲线,确定构建复合菌群的菌株和组合时期;通过种子萌发袋法测定复合菌群对杂草种子萌发的根长、芽长抑制率和干重、鲜重抑制率以优化菌株组合类型;采用盆栽试验对最优组合菌群进行杀草谱及作物安全性评价,测定作物叶片丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)3种防御酶活性作为对野燕麦除草活性反应的指标。【结果】待选菌株两两之间无拮抗关系且生长周期一致,由菌株D30202、JZ1-1-9和JZ2-4-15构建的复合菌群2-9-15为最优组合。菌群2-9-15抑制野燕麦种子萌发和幼苗生长的综合效果最明显,根长和芽长抑制率分别为39.17%和73.49%,幼苗鲜重和干重抑制率分别为25.11%和21.26%。盆栽试验结果显示,菌群2-9-15的除草广谱性及作物安全性均优于精喹禾灵,除禾本科作物青稞外,菌群2-9-15对玉米、藜麦、小麦、蚕豆、豌豆和马铃薯等当地主栽作物安全性高。3叶期野燕麦分别经精喹禾灵和菌群2-9-15喷施处理3 d后,叶片MDA含量、SOD和CAT活性下降趋势一致。【结论】复合菌群2-9-15具有较高的抑草活性及广谱性,具有开发为防治野燕麦等禾本科杂草生防制剂的潜力。

患病青白藜可培养内生菌的群落结构及多样性分析

【目的】研究患真菌病害的青白藜茎秆和叶片患病部位细菌和真菌的群落结构及多样性,为今后藜麦病害的生物防治研究提供依据。【方法】以青白藜患病茎秆和叶片部位为研究对象,采用组织分离法分离纯化真菌菌株、稀释分离法分离纯化细菌菌株;通过形态学和分子生物学方法进行菌株的鉴定;根据真菌ITS和细菌16S rRNA的序列结果进行系统发育树的构建、群落结构组成分析;通过(操作分类单元OTU)聚类分析、Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数进行多样性分析。【结果】从患真菌病害的青白藜茎秆部位中分离到真菌14株,细菌10株;从叶片部位中分离到真菌30株,细菌202株。经鉴定,患病茎秆部位分离到的细菌全部为芽孢杆菌属(Bacillus sp.);患病茎秆部位分离到的优势真菌是链格孢属(Alternaria sp.),相对丰度为71.4%。患病叶片部位分离到的细菌分属于3个属:芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、沙雷氏属(Serratia sp.)和Heyndrickxia sp.,优势细菌是芽孢杆菌属(Bacillus sp.),相对丰度为98.5%;患病叶片部位分离到的优势真菌是毛壳属(Chaetomium sp.)和青霉属(Penicillium sp.),相对丰度为36.7%和33.3%。α-多样性结果显示,青白藜患病叶片部位分离到的细菌和真菌菌株丰富度明显高于茎秆部位,患病叶片部位的细菌和真菌菌株多样性略高于茎秆部位。【结论】初步揭示了患真菌病害的青白藜不同部位的优势真菌和优势细菌种类,为后期藜麦病害的生物防治提供理论依据。