【摘要】：自2015年國(guó)家提出馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略以來(lái),國(guó)內(nèi)馬鈴薯的種植面積和產(chǎn)量逐年遞增。然而由致病疫霉(Phytophthora infestans)引起的馬鈴薯晚疫病是馬鈴薯種植過(guò)程中影響最大,破壞性最強(qiáng)的病害,因此,如今晚疫病已被視為國(guó)際第一大作物病害。目前防治馬鈴薯晚疫病的主要手段有農(nóng)業(yè)防治、培育抗病品種、化學(xué)農(nóng)藥防治和生物防治等。不可否認(rèn)的事實(shí)是農(nóng)業(yè)防治技術(shù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力且不能從根源上消除晚疫病的侵染,病原菌的迅速變異和交配型的日益復(fù)雜,抗病品種的培育速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及病原菌引起的種薯抗性喪失速度,其次化學(xué)農(nóng)藥的不斷選擇作用已經(jīng)導(dǎo)致致病疫霉更加頻繁的變異,加之化學(xué)農(nóng)藥大量噴施造成的人類生存環(huán)境污染已不容忽視。因此,探索新型高效、安全且環(huán)保的生物防治手段迫在眉睫。近幾年以微生物活體及其代謝產(chǎn)物為核心的生物防治技術(shù)因其具有防治效果突出、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、不易引起病原菌耐藥性等特點(diǎn)而備受學(xué)者關(guān)注。本研究室在近幾年也篩選出了WL1、M15和WL2等6株對(duì)致病疫霉有顯著抑制作用并在離體組織試驗(yàn)中有突出防病效果的菌株。由于這些菌株是由我實(shí)驗(yàn)室在不同時(shí)期篩選獲得的菌株,關(guān)于這幾株菌究竟哪株菌更具生防潛力,值得進(jìn)一步比較和探討,此外關(guān)于最具生防潛力菌株的分類地位、抑菌活性穩(wěn)定性及其抑菌活性物質(zhì)類別也有待進(jìn)一步明確。本試驗(yàn)的主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)進(jìn)一步比較對(duì)致病疫霉有一定抑制效果的6株菌在抑制致病疫霉菌絲生長(zhǎng)、孢子囊萌發(fā)和離體組織上防控馬鈴薯晚疫病的能力,篩選出綜合生防潛力最強(qiáng)的菌株;(2)明確最具生防潛力菌株(WL2)抑菌活性穩(wěn)定性及菌株分類地位;(3)分析該菌株(WL2,經(jīng)鑒定為枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis)產(chǎn)脂肽能力及所產(chǎn)脂肽種類;(4)明確WL2菌株產(chǎn)生的脂肽物質(zhì)在馬鈴薯晚疫病方面的防治效果和對(duì)馬鈴薯植株的促生作用。本試驗(yàn)獲得的研究成果如下:1、通過(guò)比較6株菌的生防效果,明確了菌株WL2最具生防潛力,其菌活體、菌液和無(wú)菌體發(fā)酵液抑菌帶寬均大于26 mm,對(duì)致病疫霉菌絲體致畸率達(dá)到38.7%,在該菌株最低菌液濃度(1×10~4cfu/mL)抑制下,釋放游動(dòng)孢子、孢子囊直接萌發(fā)和游動(dòng)孢子萌發(fā)比率都是最低,依次為33.8%、28.3%和35.4%,此外WL2菌株在離體葉片和塊莖上的防病效果都是最好,相對(duì)保護(hù)率分別為81.2%和80.5%。2、對(duì)WL2菌株進(jìn)行培養(yǎng)特性觀察、生理生化測(cè)定和16S rDNA序列分析,明確了WL2菌株為枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)。3、WL2菌株抑菌作用穩(wěn)定,無(wú)菌體發(fā)酵液經(jīng)121℃高溫處理后,抑菌率高于50%;經(jīng)pH值2~12處理后,抑菌率大于70%;在紫外線下照射12 h,抑菌率也能高于77%,還發(fā)現(xiàn)發(fā)酵液在4℃環(huán)境下可儲(chǔ)存1年、且保留抑制活性基本不變。4、枯草芽孢桿菌(B.subtilis)WL2具有產(chǎn)脂肽的能力,該菌株可產(chǎn)生明顯的嗜血圈,噬油圈,發(fā)酵液具有驅(qū)油效果,能產(chǎn)生直徑高達(dá)4.9 cm的驅(qū)油圈,并且發(fā)酵液乳化性能百分?jǐn)?shù)高達(dá)85.5%。5、枯草芽孢桿菌(B.subtilis)WL2可產(chǎn)生IturinA和Surfactin兩類脂肽物質(zhì)。6、脂肽物質(zhì)對(duì)致病疫霉均有一定的抑制作用,其抑制效果與其濃度呈現(xiàn)依賴關(guān)系,當(dāng)脂肽濃度為25μg/mL時(shí),抑菌圈直徑為5.9mm;當(dāng)脂肽濃度為3μg/mL時(shí),孢子囊直接萌發(fā)率僅為9.7%;脂肽濃度為4μg/mL時(shí),游動(dòng)孢子釋放率僅為7.6%,并且脂肽抑制孢子囊釋放和直接萌發(fā)都僅需1.5h。7、脂肽物質(zhì)對(duì)晚疫病均有顯著的預(yù)防和治療效果,其中預(yù)防效果明顯優(yōu)于治療效果,20μg/mL的脂肽預(yù)防晚疫病,在離體塊莖和葉片上的病情指數(shù)分別為20.6和17.5(對(duì)照組分別為73.1和78.2);此外脂肽可顯著促進(jìn)馬鈴薯塊莖PPO、POD和PAL 3種生防酶活性的提高。8、脂肽對(duì)馬鈴薯植株的生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用,可促進(jìn)植株葉綠素總含量提高15%左右,促進(jìn)地下部分根增粗11.9%和根干重提高11.2%,同時(shí)脂肽還可促進(jìn)馬鈴薯植株地上部分主莖增粗9.8%和主莖干重提高16.7%,促進(jìn)后代子薯增產(chǎn)約14.8%。
【圖文】：

孢子囊；B:孢子囊產(chǎn)生游動(dòng)孢子；C:孢子囊釋放游動(dòng)孢子；D:靜止孢萌發(fā) E:附著胞孢子囊直接萌發(fā).圖 1-2 致病疫霉各時(shí)期形態(tài)（王游游拍攝于 2015 年）Fig.1-2 P. infestans spore morphology in different development phase

河北大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文和銅綠假單胞菌（P. aeruginosa）等都有抑制作用[75]�？莶菅挎邨U菌產(chǎn)生的 iturin 和fengycin 除了對(duì)細(xì)菌有廣泛的抑制作用[69]，還對(duì)植物病原真菌有突出的的抑制效果[76]。Leclere V[77]實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明枯草芽孢桿菌（B. subtilis）BBG100 產(chǎn)生的脂肽類物質(zhì)可顯著預(yù)防番茄種子感染瓜果腐霉病（Pythium aphanidermatum），并且驗(yàn)證了脂肽物質(zhì)對(duì)種子的萌發(fā)和生長(zhǎng)也起到了促進(jìn)作用。Ongena M[78]研究表明，，枯草芽孢桿菌 M4（B. subtilis）代謝產(chǎn)生的脂肽物質(zhì) fengycin 可有效保護(hù)大豆種子和蘋果免受灰葡萄孢菌（Botrytiscinerea）的侵?jǐn)_。J Liu[79]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，枯草芽孢桿菌突變菌株 JA026 代謝產(chǎn)生的fengycin 物質(zhì)對(duì)引起小麥根腐病的鐮孢菌（Fusarium spp.）具有一定的抑菌作用。D.Romero[80]明確了 Bacillus subtilis 分泌的 iturin 和 fengycin 脂肽物質(zhì)對(duì)引起西葫蘆、南瓜白粉病的病原菌白粉病菌（Erysiphe cucurbi-tacearum (Zheng) ）有較強(qiáng)的的抑制作用。
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S435.32;S476

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2658496