馬鈴薯(Solanum tuberosum L)屬茄科茄屬,一年生雙子葉草本植物,是繼水稻、玉米和小麥之后的第四大糧食作物。2015年1月,農(nóng)業(yè)部開始推進馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略。發(fā)展馬鈴薯種植業(yè),防治馬鈴薯病害,提高馬鈴薯產(chǎn)量,是實現(xiàn)馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的必然選擇。由致病疫霉[Phytophthora infestans(Mont.)de Bary]引起的馬鈴薯晚疫病是全球范圍的馬鈴薯毀滅性病害,嚴重威脅馬鈴薯的產(chǎn)量。利用拮抗菌及其代謝產(chǎn)物防治植物病害、誘導(dǎo)植物防御酶系和蛋白增強、促進植物生長并改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的研究受到學(xué)者的關(guān)注。近年來研究發(fā)現(xiàn),復(fù)合微生物制劑克服了單一拮抗菌抑菌活性不夠穩(wěn)定、防病效果較差等不足。本實驗室前期利用4株拮抗菌(Sy11、SR13-2、ST-1和HT-6)復(fù)合發(fā)酵(復(fù)合發(fā)酵菌液CFBF-I)對馬鈴薯離體組織和盆栽植株進行了晚疫病的防治實驗,獲得了良好的防治效果。但這4株菌都不是分離自馬鈴薯植株的菌株,可能在實際應(yīng)用中難以在馬鈴薯植株上定殖。后來在繼續(xù)分離篩選致病疫霉拮抗菌的過程中,從黑龍江克山農(nóng)場感染晚疫病的馬鈴薯葉片上分離獲得了一株拮抗菌W-7,對致病疫霉有很強的抑制作用。本論文在本實驗室前期利用4株拮抗菌的基礎(chǔ)上,增加了分離于馬鈴薯病葉上對致病疫霉有很強抑制作用的拮抗菌W-7菌株,并得到了復(fù)合發(fā)酵菌液(CFBF-II),以期進一步增強這幾株拮抗菌的防病能力,以及促進復(fù)合菌群在馬鈴薯植株上的定殖能力。主要研究內(nèi)容:(1)采用平板劃線法和對峙培養(yǎng)法,明確5株菌能否共培養(yǎng)以及復(fù)合發(fā)酵方式并獲得復(fù)合發(fā)酵菌液(CFBF-II),探究其對致病疫霉菌體在生理生化方面的影響;(2)應(yīng)用浸泡、澆灌和平板計數(shù)法等方法,探究用復(fù)合發(fā)酵菌液處理馬鈴薯離體組織和馬鈴薯植株后,對晚疫病的預(yù)防效果、對植株的促生作用及根際微生物群落的影響,以及復(fù)合發(fā)酵菌液處理后對馬鈴薯葉片中葉綠素含量的影響;(3)通過考馬斯亮藍法、SDS-PAGE電泳法等,探究復(fù)合發(fā)酵菌液對馬鈴薯抗晚疫病過程中可溶性蛋白和防御相關(guān)酶活的影響。主要研究結(jié)果如下:1、5株拮抗菌之間無明顯拮抗作用,可進行復(fù)合發(fā)酵,在與致病疫霉同時對峙培養(yǎng)至第11天時,與5株菌中抑菌活性最強的單一HT-6菌液相比,CFBF-II的抑菌作用較強,抑菌率為83.8%,與CFBF-I有顯著性差異(P0.05);CFBF-II處理的病菌菌絲可溶性蛋白含量比對照下降了72.8%,也明顯低于CFBF-I的處理,但與CFBF-I間無顯著性差異;鏡檢發(fā)現(xiàn)菌絲體畸變率達73.96%,明顯優(yōu)于CFBF-I(39.76%)的處理;對孢子囊的直接萌發(fā)和游動孢子釋放的抑制率分別達到了33.4%和32.5%,與CFBF-I達到顯著性差異。2、CFBF-I和CFBF-II對種薯萌芽的促進作用明顯優(yōu)于Control和HT-6菌液的作用,且CFBF-II處理后的萌芽最高可達17.0mm,種薯萌發(fā)率為41.18%,明顯優(yōu)于CFBF-I(29.41%);CFBF-II對馬鈴薯離體塊莖和葉片上晚疫病的預(yù)防效果最好,分別為63.8%和80.0%,優(yōu)于CFBF-I的25.0%和10.9%;與LB對照相比,CFBF-II表現(xiàn)出了對馬鈴薯生長的促進作用,在馬鈴薯成株期的第55天,株高、莖粗、葉片數(shù)、葉面積、主根長和須根數(shù)分別增加了14.8%、26.5%、16.6%、32.9%、33.7%和25.1%;此外,CFBF-II處理后的第50天,馬鈴薯根際土壤中細菌數(shù)量增加、真菌、尖孢鐮刀菌和放線菌的數(shù)量減少;CFBF-II還能顯著提高葉片葉綠素a+b的總含量;3、CFBF-II處理后能使馬鈴薯塊莖中可溶性蛋白含量相對升高,顯著優(yōu)于CFBF-I的促進作用,尤其是預(yù)先用CFBF-II誘導(dǎo)處理后再接種致病疫霉,可更大幅度地增加塊莖切片中蛋白質(zhì)的含量;利用SDS-PAGE對馬鈴薯塊莖中可溶性蛋白電泳結(jié)果顯示,在較抗晚疫病馬鈴薯品種(大白花)中,用3種菌液既誘導(dǎo)又接種致病疫霉的處理組與只用菌液誘導(dǎo)不接菌的對照組之間,在電泳后顯現(xiàn)的蛋白質(zhì)條帶數(shù)量和亮度方面均無明顯差異;在易感晚疫病的馬鈴薯品種(費烏瑞它)中,電泳后首先發(fā)現(xiàn)不論是否用菌液誘導(dǎo)處理,其中蛋白質(zhì)條帶的數(shù)量比在大白花中的要少許多,包括用LB液體培養(yǎng)基的處理也如此,另外部分條帶的亮度也弱了許多;其次,用CFBF-I、HT-6菌液誘導(dǎo)(LB液體培養(yǎng)基作為對照)后再挑戰(zhàn)接種致病疫霉的處理,與只誘導(dǎo)不接菌的處理相比位于14.4 KD~24 KD之間和97.4 KD~100 KD之間這兩個區(qū)域的部分條帶亮度下降甚至消失,唯獨用CFBF-II菌液誘導(dǎo)后再挑戰(zhàn)致病疫霉的處理組,在這兩個區(qū)域的各個條帶的亮度要比只誘導(dǎo)不接菌提高了許多,表明CFBF-II可能與致病疫霉侵染有某種關(guān)聯(lián),而CFBF-I和HT-6中這種可能性并不存在;且用CFBF-II菌液誘導(dǎo)處理后,還能顯著提高塊莖切片中POD、PPO和PAL三種抗性相關(guān)酶的活性,尤其是CFBF-II誘導(dǎo)結(jié)合挑戰(zhàn)接種致病疫霉的處理,能更大幅度地提高這些酶的活性,其中POD酶活在誘導(dǎo)后第6天達到峰值,而PPO和PAL酶活均在誘導(dǎo)后第4天達到峰值,說明POD酶可能先于PPO和PAL酶發(fā)揮作用。主要研究結(jié)論:(1)5株拮抗菌之間無拮抗作用,CFBF-II在抑制致病疫霉方面比HT-6單一菌株和CFBF-I表現(xiàn)出更優(yōu)的效果,導(dǎo)致菌體更高的畸變率,并顯著降低致病疫霉菌體中蛋白質(zhì)的含量;(2)CFBF-II對馬鈴薯離體塊莖、葉片無不良影響,在預(yù)防晚疫病上能夠達到良好的效果;(3)CFBF-II對馬鈴薯植株株高、莖粗、葉片數(shù)、葉面積和根系等方面有顯著的促生作用,并能改善根系微生物群落;(4)CFBF-II在馬鈴薯誘導(dǎo)、抗病過程中,能夠提高可溶性蛋白含量和POD、PPO和PAL防御酶的活性,其中POD在誘導(dǎo)后第6天發(fā)揮作用,而PPO和PAL在第4天發(fā)揮作用。
【學(xué)位單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S435.32
【部分圖文】：

它營養(yǎng)極其豐富，含有大量淀粉氨基酸[4,5]，是第四大糧食作物。2015 年年，農(nóng)業(yè)部又發(fā)布《關(guān)于推進馬鈴薯產(chǎn)化戰(zhàn)略提升到國家高度。因此，發(fā)展馬，是實現(xiàn)馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的必然選擇hthora infestans (Mont. ) de Bary]引起。1845 年由該病害在愛爾蘭流行，造，100 多萬人被餓死，另有 150 萬人逃均有發(fā)生和流行，嚴重威脅馬鈴薯的生損失高達 10 多億美元[8]。

感染致病疫霉的馬鈴薯葉片（申芬攝于 20-2 Potato leaves infected with Phytophthora in（Chromista）、卵菌門（Oomycota）、s）、腐霉科（Pythiaceae）、疫霉屬（性繁殖，在形態(tài)上分為菌絲、孢子囊、囊間接萌發(fā)形成的游動孢子或直接萌發(fā)，通過吸器獲取寄主的營養(yǎng)和水分。孢下，孢子囊萌發(fā)產(chǎn)生 6-12 個腎形游動孢

致病疫霉的馬鈴薯葉片（申芬攝tato leaves infected with Phytophomista）、卵菌門（Oomyc霉科（Pythiaceae）、疫霉，在形態(tài)上分為菌絲、孢子接萌發(fā)形成的游動孢子或直吸器獲取寄主的營養(yǎng)和水分子囊萌發(fā)產(chǎn)生 6-12 個腎形

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本文編號：2809705