【摘要】：自2015年國家提出馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略以來,國內(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程中影響最大,破壞性最強的病害,因此,如今晚疫病已被視為國際第一大作物病害。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、化學農(nóng)藥防治和生物防治等。不可否認的事實是農(nóng)業(yè)防治技術費時費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雜,抗病品種的培育速度遠遠不及病原菌引起的種薯抗性喪失速度,其次化學農(nóng)藥的不斷選擇作用已經(jīng)導致致病疫霉更加頻繁的變異,加之化學農(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因其具有防治效果突出、對環(huán)境無污染、不易引起病原菌耐藥性等特點而備受學者關注。本研究室在近幾年也篩選出了WL1、M15和WL2等6株對致病疫霉有顯著抑制作用并在離體組織試驗中有突出防病效果的菌株。由于這些菌株是由我實驗室在不同時期篩選獲得的菌株,關于這幾株菌究竟哪株菌更具生防潛力,值得進一步比較和探討,此外關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)類別也有待進一步明確。本試驗的主要研究內(nèi)容包括:(1)進一步比較對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、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馬鈴薯植株的促生作用。本試驗獲得的研究成果如下:1、通過比較6株菌的生防效果,明確了菌株WL2最具生防潛力,其菌活體、菌液和無菌體發(fā)酵液抑菌帶寬均大于26 mm,對致病疫霉菌絲體致畸率達到38.7%,在該菌株最低菌液濃度(1×10~4cfu/mL)抑制下,釋放游動孢子、孢子囊直接萌發(fā)和游動孢子萌發(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,相對保護率分別為81.2%和80.5%。2、對WL2菌株進行培養(yǎng)特性觀察、生理生化測定和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4.9 cm的驅(qū)油圈,并且發(fā)酵液乳化性能百分數(shù)高達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)依賴關系,當脂肽濃度為25μg/mL時,抑菌圈直徑為5.9mm;當脂肽濃度為3μg/mL時,孢子囊直接萌發(fā)率僅為9.7%;脂肽濃度為4μg/mL時,游動孢子釋放率僅為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)對晚疫病均有顯著的預防和治療效果,其中預防效果明顯優(yōu)于治療效果,20μg/mL的脂肽預防晚疫病,在離體塊莖和葉片上的病情指數(shù)分別為20.6和17.5(對照組分別為73.1和78.2);此外脂肽可顯著促進馬鈴薯塊莖PPO、POD和PAL 3種生防酶活性的提高。8、脂肽對馬鈴薯植株的生長有一定的促進作用,可促進植株葉綠素總含量提高15%左右,促進地下部分根增粗11.9%和根干重提高11.2%,同時脂肽還可促進馬鈴薯植株地上部分主莖增粗9.8%和主莖干重提高16.7%,促進后代子薯增產(chǎn)約14.8%。
【圖文】：

孢子囊；B:孢子囊產(chǎn)生游動孢子；C:孢子囊釋放游動孢子；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

河北大學理學碩士學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 除了對細菌有廣泛的抑制作用[69]，還對植物病原真菌有突出的的抑制效果[76]。Leclere V[77]實驗結果表明枯草芽孢桿菌（B. subtilis）BBG100 產(chǎn)生的脂肽類物質(zhì)可顯著預防番茄種子感染瓜果腐霉�。≒ythium aphanidermatum），并且驗證了脂肽物質(zhì)對種子的萌發(fā)和生長也起到了促進作用。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 可有效保護大豆種子和蘋果免受灰葡萄孢菌（Botrytiscinerea）的侵擾。J Liu[79]的實驗結果表明，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) ）有較強的的抑制作用。
【學位授予單位】：河北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S435.32;S476

【參考文獻】

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本文編號：2658496