防治小麦全蚀病芽孢菌剂的研制及其抑菌物性质分析

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xumin7777
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
小麦全蚀病(Take-all of wheat)是由禾顶囊壳小麦变种(Gaeumannomyces graminis var.tritici)侵染小麦根部引起的毁灭性的土传真菌病害,生物防治是有效的防治措施。本研究分离对全蚀病菌有显著拮抗的芽孢杆菌128株,在促生长作用方面检测的4个指标中(产生IAA、合成嗜铁素、溶解有机磷、溶解无机磷)有24株拮抗芽孢杆菌具有其中至少3个指标的生成能力。挑选11株含有不同抑菌物质合成相关基因的菌株进行盆栽试验,对小麦全蚀病的防治效果为24.0%~67.8%,防治效果最好的3株分别是Z-14菌株(67.75%),Z-13菌株(62.59%)和Z-2菌株(57.50%)。Z-14和Z-2菌株对小麦幼苗的促生长作用显著,Z-14菌株的促生长作用和防治小麦全蚀病效果优于其他菌株。利用传统的形态学、生理生化特征并结合16S rDNA序列分析,对筛选的拮抗细菌Z-14菌株进行分类鉴定,结果表明Z-14菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。  利用利福平抗性标记Z-14菌株,通过浇灌土壤、拌种、浸种等方式进行接种,检测其在小麦根系土壤及植株体内的定殖情况。在整个检测周期,浇土组和拌种组根系土壤、根、茎、叶拮抗菌的变化相对较小,浸种组茎内和叶片Z-14的数量有增大的趋势,最后趋于稳定,并维持在较高水平,说明Z-14能在小麦根系土壤及小麦植株体内成功定殖。  利用单因子、多因子及响应面法等手段,进行了最佳摇瓶培养条件的摸索,系统研究了碳源、氮源、无机盐及各种发酵条件对Z-14菌株液体发酵的影响,确定Z-14菌株的最佳培养条件为玉米粉1.17%、酵母粉3.31%、MnSO4·H2O0.072%、NaH2PO4·2H2O0.2%、Na2HPO4·2H2O0.4%、起始pH为7.0,接种量为2.0%,摇床转速250r/min,摇瓶装液量50mL/250mL,发酵温度37℃,发酵周期36h。优化后活菌浓度达1.85×109cfu/mL,芽孢产率达97%。利用2m3发酵罐和20m3发酵罐进行中试生产。2m3发酵罐发酵液活菌含量达到1.7×109cfu/mL以上,20m3发酵罐活菌含量达1.5×109cfu/mL以上;发酵液芽孢产率均在95%以上。发酵液经连续离心浓缩后活菌含量>2.0×1010cfu/mL;喷雾干燥的固体菌粉活菌(芽孢)含量>1.5×1011cfu/g。田间防治效果试验表明,生防菌剂对小麦全蚀病防治效果显著,2014~2015年的防治效果为67.16%,增产132.93g/m2,2015~2016年防治效果为62.38%,增产127.66g/m2。株高、穗数、穗粒数和千粒重等均有增加,白穗率降低,其中株高差异显著,其余指标差异不显著。  Z-14菌株发酵上清液有较强热稳定性和耐酸能力,对碱敏感。Mn2+、Ca2+、Mg2+、SO42-、NO3-和H2PO4-显著抑制上清液抑菌活性,Na+、K+、I-和CO32-对上清液活性无显著影响。抑菌物质不被氯仿、乙醚和乙酸乙酯萃取,且对这3种有机溶剂不敏感。胃蛋白酶和胰蛋白酶对抑菌物质活性影响不显著。Z-14无菌上清液具有广谱抗真菌活性。平皿模拟体内试验表明,Z-14菌株发酵上清液粗提取物能显著控制Ggt对小麦根部的侵染,显著降低了小麦根部由于病原菌侵染所导致的皮质层褐变的长度和严重程度。在温室培养条件下,粗提取物能够降低全蚀病的发生,防治效果达69.8%。根长、根重、苗高和苗重分别增加11.17%、66.67%、9.20%和100.00%,效果显著。同时粗提取物对全蚀病的防治效果优于三唑酮,但差异不显著。采用LC-MS和ESI-MS/MS CID鉴定了Z-14菌株发酵上清液粗提取物中抑菌物质结构。结果表明Z-14菌株无菌上清液中抑菌物质为C14~C16iturin A。  本文研制出活菌(芽孢)含量>1.5×1011cfu/g的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)Z-14固体菌粉制剂,田间试验对小麦全蚀病防治效果显著,主要抑菌物质为C14~C16iturin A,为小麦全蚀病的有效防治奠定了基础。
其他文献
深度加氢脱硫是生产清洁柴油、满足环保需求的关键技术之一。催化剂作为该技术的核心部分,其性能的优劣直接决定了柴油加氢脱硫的效果,因此开发具有高加氢脱硫活性的柴油加氢脱
目的:探讨PITX1表达水平与胃癌患者的预后之间的相关性;研究PITX1是否影响胃癌细胞对化疗药物5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)与顺铂(cis-Dichlorodiammineplatinum,CDDP)的敏
针对草甘膦工业生产过程中的亚氨基二乙腈母液需燃烧处理的现状,采用核磁共振等分析仪器对亚氨基二乙腈废母液进行了分析,发现母液中含有许多有价值的组分,如:羟基乙腈、氨基