论文部分内容阅读
生物防治作为植物病害综合防治的重要组成部分,具有无污染、无公害、长效性等优点,是目前十分活跃的病害防治研究领域,而以放线菌活菌制剂以及产生的活性物质制剂来防治植物病害已经被证明是一项行之有效的措施。尽管在放线菌资源的利用中已经取得了喜人的成果,但是还有无穷的资源有待开发,因而分离筛选新型有良好生防潜力的放线菌对我国生防研发工作具有奠基意义。本研究以分离自秦岭太白山南坡和北坡不同植被类型的41份土壤中的136株放线菌为筛选对象,从对病原菌的拮抗和促进植物种子发芽两个方面进行潜在生防放线菌菌株的快速筛选,并利用盆栽小麦和白菜试验验证了筛选的3株潜力菌株的促生作用,同时分析了3株放线菌的促生作用机理。取得的主要研究结果为:(1)分离的136株放线菌分属17个属,其中包含98株链霉菌、13株诺卡氏菌、6株拟无枝酸菌、3株北里孢菌和16株其他菌;对136株放线菌拮抗活性进行鉴定,67株供试放线菌对部分病原菌表现出拮抗活性,但大多数放线菌对1种或2种病原菌具有拮抗活性,其广谱抑菌性较弱;对136株放线菌促生活性筛选,46株放线菌不同稀释梯度无细胞发酵滤液对小麦种子发芽表现出明显的促生作用;结合拮抗活性和促生活性筛选出3株具有显著促生及拮抗功能的潜在生防放线菌菌株31-1、37-23和25-28。(2)通过小麦盆栽试验研究31-1、37-23和25-28无细胞发酵滤液对小麦促生作用及机理,结果表明:(1)31-1、37-23、25-28无细胞发酵滤液对小麦植株均具有显著促进作用。31-1、37-23和25-28无细胞发酵滤液处理小麦,较对照小麦幼苗茎叶鲜重提高37.26%~41.83%,根系鲜重提高38.10%~100.00%,SPAD提高20.78%~24.67%,根系活力提高2.69%~39.06,其中37-23无细胞发酵滤液促生效果最明显,各指标均达极显著水平;(2)浇灌3株放线菌无细胞发酵滤液可提高小麦PPO、POD、PAL和CAT防御酶活性,其中37-23无细胞发酵滤液处理效果最明显,使小麦PPO、POD、PAL和CAT活性较对照分别提高了6.67%、26.03%、45.25%和30.88%;(3)浇灌3株放线菌无细胞发酵滤液使小麦抗性基因AOS、LOX8,生长素相关基因KO-1、GA2oX8,抗性蛋白基因GLU2、PR-1和TLP表达量显著提高;(4)浇灌3株放线菌无细胞发酵滤液可改善小麦根际微生物群落结构,使固氮菌属、鞘氨醇菌属、溶杆菌属植物有益菌数量增加,使油壶菌属和小画线菌属植物有害菌数量下降。(3)通过白菜皿内发芽试验和白菜盆栽试验研究31-1、37-23和25-28无细胞发酵滤液和菌剂对白菜促生作用及机理,结果表明:(1)3株放线菌无细胞发酵滤液均能显著促进白菜种子胚轴和胚根的生长,其中37-23放线菌无细胞发酵滤液原液促生效果最好,较对照白菜种子胚轴长度和胚根长度分别了增加42.11%和68.02%,简明活力指数增加85.50%;(2)3株放线菌无细胞发酵滤液和菌剂均能显著提高白菜茎叶和根系干重,其中菌剂37-23的促生效果最好,较对照白菜茎叶干重、根系干重提高了39.27%和71.13%;(3)3株放线菌无细胞发酵滤液和菌剂均能显著提高白菜PPO、POD、PAL和CAT防御酶活性,且菌剂处理对白菜防御酶活性诱导作用更强;(4)3株放线菌无细胞发酵滤液和菌剂处理均可提高白菜获得抗性(SAR)和诱导系统抗性(ISR)通路相关基因TGA、NPR1、CTR1、AOS、PFD1.2基因表达量;(5)3株放线菌无细胞发酵滤液和菌剂均可改变白菜根际微生物群落,且不同处理之间根际微生物群落均存在明显差异;同种处理方式下的微生物群落结构的更相似,而同一菌株无细胞发酵滤液和菌剂处理下的微生物群落结构相似度较低。(4)通过形态学、生理生化特性和分子生物学方法综合鉴定,初步确定菌株31-1为娄彻氏链霉菌Streptomyces rochei,菌株37-23为北海道链霉菌Streptomyces hokutonensis,25-28为巴氏拟无枝酸菌Amycolatopsis balhimycina。