玉米内生拮抗细菌的筛选及拮抗作用的研究

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拮抗内生细菌对寄主植物具有促生、防病、杀虫及固氮等多方面的生物学作用,是植物病害防治的天然资源菌,并且能够作为外源基因载体,为杀虫、防病、固氮等外源植物基因导入植物体内提供了一种很好的方法和途径。本文从健康甜玉米植株内分离筛选出对玉米大、小斑病有拮抗作用的拮抗内生细菌A16、D10,测试了菌株A16、D10的抑菌谱和室内防治效果:通过形态学观察、生理生化反应和16S rDNA序列的同源性等方法对其鉴定;并对A16菌株的培养条件和抑菌物质的粗提进行了初步研究。具体结果如下: 本研究分离材料为甜玉米健康植株的根、茎、叶。用稀释平板法进行分离培养,得到内生细菌90株,分离纯化过程中发现,同一植株不同部位,内生细菌的种群密度有所差异,其中根部最大,叶部次之,茎部最小。 平板对峙初次筛选结果表明,分离纯化出的90株内生细菌中,对玉米大斑病菌有拮抗效果的菌株有20株,占所分离菌株的22.22%。分别是:A1、A16、A17、A18、A19、B2、B5、B9、B13、B18、B19、B20、C15、C25、D4、 D8、D10、D13、 D17、D21;对玉米小斑病菌有拮抗效果的菌株有20株,占所分离菌株的20.00%。分别是:A1、A16、A17、A18、A19、B2、B5、B9、B13、B18、B19、 C15、 D4、D8、 D10、D13、D17、D21。 再次平板对峙筛选结果表明,菌株D10和A16拮抗效果最好,和其他菌株相比,其抑菌效果十分显著。十天之后,菌株D10和A16拮抗作用仍然比较明显,拮抗效果比较稳定。对两菌株进行抑菌谱测定,结果表明菌株A16和D10对玉米弯孢叶斑病菌(Curvularia lunata)、棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae)、小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)、香蕉炭疽病菌(Colletotrichum musae)、香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysoporum f.sp. cubence race four,FOC4)等多种病原真菌均有明显的拮抗作用,表明菌株菌株A16和D10具有广谱抑菌活性。 拮抗菌株培养液对甜玉米种子萌发的影响实验结果表明,2株拮抗细菌对甜玉米种子萌发没有明显的抑制作用,其中通过对植株高度、主根长度的测量,结果显示A16有一定的促生作用。苗期盆栽实验表明,经过拮抗细菌处理的甜玉米种子的发病率均明显低于未经处理的对照。经D10菌株处理过的玉米植株大、小斑病的病情指数分别比对照低了35.1、57.4,经A16菌株处理过的玉米植株大、小斑病的病情指数分别比对照低了31.4、46.3。 根据细菌的形态学观察、生理生化试验及16S rDNA序列的同源性等方法鉴定出菌株A16为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),菌株D10为铜绿假单胞菌(Pseudomonsa aeruginosa)。 选取拮抗效果较好的A16菌株,进行培养条件的摸索。最佳培养时间为36h、最适pH值为6.0、最适温度为30℃、最适装液量为50mL。在PDA、LB、YSP、KB、YPGA、LM、NA、PYTG8种培养基中,最适培养基为LM培养基。 硫酸铵沉淀法粗提菌株A16的抑菌物质,盐析时硫酸铵的最佳饱和度为70%;粗提物质对热、对紫外线照射、对胃蛋白酶、胰蛋白酶、蛋白酶K均具有较高的稳定性;当pH值小于5时,抑菌物质活性较弱,pH值为5~6时,存在可逆性沉淀,pH值大于6时,抑菌物质活性较强,说明该抑菌物质在酸性条件下不稳定,碱性条件下较为稳定。 本实验对A16、D10菌株的室内防效、鉴定及A16菌株培养条件、抑菌物质粗提液做了初步研究,发现两菌株具有一定的生防潜力,但对其大田实验效果、抑菌活性物质的分离纯化,菌株的安全方面还有待进一步的研究。
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