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沙雷氏菌Serratia plymuthica HRO-C48分离自油菜根际,是一株产吲哚乙酸的植物根际促生细菌,主要通过产几丁质酶、蛋白酶和抗生素硝吡咯菌素等抗真菌因子抑制植物病原真菌。本研究通过室内抑菌活性测定和温室防治试验,分析了菌株HRO-C48作为生防菌株的潜力;进一步运用转座子插入突变的策略,通过突变分析,研究了在温室条件下,群体感应QS系统对植物病害生物防治的全局调控作用。主要研究结果如下:1.运用miniTn5转座子插入随机突变的方法构建突变体库,通过报告菌株Chromobacterium violaceum CV026平板划线检测,筛选出HRO-C48的信号分子缺失的突变株(AHL-4);通过克隆信号分子合成酶基因splIR(GenBank accession no. AY841161)和引入重组质粒构建了互补菌株(AHL-4/splIR),并经酶切反应、PCR和测序鉴定。2.采用平板对峙法测定了生防菌S. plymuthica HRO-C48的离体抑菌活性,试验结果表明,该生防菌具有广谱抗真菌活性。与14种病原真菌进行测试,产生大小不同的抑菌圈,其中对板栗疫病菌(Cryphonectria parasitica)、小麦纹枯病菌(Rhizoctonia cerealis)和苹果腐烂病菌(Valsa mali)等抑制作用较强。与野生菌HRO-C48相比,突变株AHL-4对杨树腐烂病菌和灰葡萄孢的抑制能力明显减弱,而互补菌株AHL-4/splIR的抑菌能力恢复到野生菌水平。说明QS调控HRO-C48的抑菌作用。3.使用抗生素标记法测定生防菌在番茄和菜豆体内和根际的定殖能力。供试植物用菌悬液浸种和灌根处理,出苗后四周,植物根、茎、叶部组织内未分离到目标菌;该菌在植物根际能大量定殖,定殖量稳定在2×106 cfu/g左右水平。野生菌和突变株等比较分析的结果表明,QS正向控制HRO-C48在根际的定殖。4.将细菌悬浮液对黄瓜进行浸种和灌根处理,测定对黄瓜苗期猝倒病的直接防治作用。病害调查结果表明,与自来水对照相比,HRO-C48对黄瓜苗期猝倒病的防治效果达52.38%,AHL-4的防治效果(28.57%)明显降低;而AHL-4/splIR则几乎恢复到野生菌水平(50.00%),表明QS影响HRO-C48对瓜果腐霉引起的黄瓜苗期猝倒病的防治效果。5.用细菌悬浮液对番茄和菜豆进行根部处理,测定生防菌诱导番茄和菜豆对灰霉病的抗病性。与自来水对照相比,HRO-C48能有效地降低灰霉病的发病程度,番茄和菜豆离体试验中诱导防治效果可达51.66%和51.22%;菜豆活体试验中诱导防治效果达38.64%。通过比较野生型与突变体菌株的诱导抗性效果可以看出,QS信号分子也调节HRO-C48与寄主植物的互作,除了影响在根际的定殖,同时正向控制寄主植物的系统诱导抗性ISR。6.用生防细菌野生菌株和突变株处理番茄根部,或者在番茄叶片挑战灰霉菌,均能不同程度诱导番茄叶片内寄主防御酶PAL、POD和PPO活性的增大。其中挑战接种灰霉菌诱导的三种酶活性均高于HRO-C48、AHL-4和自来水对照处理;HRO-C48诱导的PAL、POD和PPO分别在第6天、第4天、第4天达到最大,说明HRO-C48诱导的番茄对灰霉病的系统抗性,与激活寄主的防御反应正相关。