【摘要】：生防菌在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用越來越廣泛,熒光假單胞菌是假單胞菌屬中報(bào)道最多的一種生防菌,它對(duì)西瓜、黃瓜等植物常見的枯萎病、猝倒病等土傳病害有很好的防治效果。隨著土壤微生物群落分析技術(shù)的不斷發(fā)展,生防菌對(duì)土壤微生物群落影響的研究越來越受到人們的重視。我們前期研究表明,生防菌熒光假單胞菌CPF10的施入前期會(huì)對(duì)土壤微生物群落產(chǎn)生影響,土壤中有些微生物菌群數(shù)量發(fā)生劇烈變化,這些劇烈變化的菌群,很可能在土壤中發(fā)揮著特殊的功能和作用,但是否會(huì)使土壤整體的菌群環(huán)境向著對(duì)植物生長(zhǎng)有益的方向發(fā)展還是未知的。因此,開展劇烈變化菌株的進(jìn)一步研究對(duì)生防菌的生態(tài)作用機(jī)理和功能菌群的發(fā)現(xiàn)有重要的意義。本實(shí)驗(yàn)室曾通過454焦磷酸測(cè)序等技術(shù)對(duì)施入生防菌CPF10防治西瓜土傳病害的土壤微生物群落進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)并分離出3株劇烈變化的菌株,劇烈增加菌株為U36,劇烈減少菌株為U12和U40,本研究基于這3株菌株對(duì)其功能和特性進(jìn)行全面的分析。通過采用形態(tài)學(xué)、生理生化和分子鑒定,確定了 3株菌株分別為Sporosarcina kore ensis U12、Bacillus tequilensis U36和Aeromonas media U40。在 3 株菌株對(duì)溫度、pH、鹽度的抗性研究中我們發(fā)現(xiàn),U36比U12和U40表現(xiàn)出了更好的抗性,它可以在55℃溫度條件下和1O%的鹽濃度條件下繼續(xù)生長(zhǎng);U12和U40在溫度達(dá)到50℃的時(shí)候或在鹽濃度分別為10%和5%的條件下就不能生長(zhǎng)了。pH 4和pH 9時(shí),對(duì)U36生長(zhǎng)的抑制率只有22.8%和8.6%,而對(duì)U12的抑制率達(dá)到了 62.8%和20.6%,對(duì)U40的抑制率達(dá)到了 51.8%和19.0%。在對(duì)農(nóng)用殺菌劑的抗性研究中我們發(fā)現(xiàn)3株菌株均對(duì)波爾多液、醚菌酯·丙環(huán)唑和菌核凈這3種殺菌劑幾乎沒有耐受性,而對(duì)春雷霉素、多菌靈和嗯霉靈·VA唑菌酮有一定的耐受性,在農(nóng)業(yè)上規(guī)定的使用濃度下可以存活。在研究3株菌株與土壤中微生物的相互作用時(shí)我們發(fā)現(xiàn),U36不僅對(duì)一些常見的植物病原真菌有一定的抑制作用,還對(duì)土壤中土著的一些細(xì)菌和真菌也有一定的拮抗作用,而自身生長(zhǎng)不會(huì)受到土著細(xì)菌的影響。而U12與U40對(duì)供試的病原真菌、土著細(xì)菌和土著真菌基本沒有拮抗作用,并且容易受到多種土著細(xì)菌的拮抗作用。所以,我們認(rèn)為在微生物群落中,U36菌群不易受到其他微生物的影響,具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,而U12和U40的穩(wěn)定性相對(duì)較差,容易受到其它微生物的拮抗作用。在研究3株菌株對(duì)植物出芽、生長(zhǎng)、抗逆性影響的研究中我們發(fā)現(xiàn),在出芽試驗(yàn)中,U12處理組的植株根長(zhǎng)與對(duì)照組沒有顯著差異(P0.05),鮮重和莖長(zhǎng)比對(duì)照組顯著減少,抑制率分別達(dá)到15.9%和20.6%;U36在莖長(zhǎng)和株重上與對(duì)照組沒有顯著差異,但是對(duì)根生長(zhǎng)的促進(jìn)作用顯著,達(dá)到41.5%;U40處理組各個(gè)生理指標(biāo)與對(duì)照組相比都沒有顯著性差異,3株菌株對(duì)辣椒和西瓜種子的出芽率都沒有顯著影響。在辣椒生長(zhǎng)試驗(yàn)中,在生長(zhǎng)至第40d時(shí)發(fā)現(xiàn),無(wú)論在有菌土還是在無(wú)菌土中U36和U40對(duì)植株的各個(gè)生理指標(biāo)的影響均比對(duì)照組顯著提高,對(duì)植物生長(zhǎng)有很好的促進(jìn)作用,而U12處理組卻對(duì)對(duì)照組有很強(qiáng)的抑制作用,所以U36和U40可能是有益促生菌株,而U12可能不利于植株的生長(zhǎng)。通過有菌土和無(wú)菌土中促生效率的對(duì)比,我們認(rèn)為U12和U36通過與土壤微生物菌群互作,協(xié)同發(fā)揮作用的效果比它們直接作用于植物本身的效果要強(qiáng),而U40則主要是通過對(duì)植株直接產(chǎn)生影響來發(fā)揮作用的。在植物抗逆性試驗(yàn)中,U36在干旱條件下可以有效的提高植株的保水率和促進(jìn)植株干旱條件下的生長(zhǎng),提高植株的抗旱能力。而U12與U40對(duì)植株在干旱條件下的生長(zhǎng)和保水率沒有顯著影響。在鹽脅迫條件下,U36可顯著提高植株在鹽脅迫條件下的生長(zhǎng)和耐鹽性指數(shù),而U12會(huì)使耐鹽性指數(shù)顯著降低,U40則對(duì)植株的耐鹽性指數(shù)沒有顯著影響。由以上試驗(yàn)我們可知,U36和U40對(duì)植株的出芽、生長(zhǎng)和抗逆等有一定程度的促進(jìn)和保護(hù)作用;而U12對(duì)植株的生長(zhǎng)有一定的抑制作用,可能對(duì)植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生不利的影響。在對(duì)3株菌株的潛在促生特性的研究上,我們發(fā)現(xiàn)U36和U40表現(xiàn)出一些優(yōu)異的促生機(jī)制,可以產(chǎn)生Fe載體、吲哚乙酸、乙偶姻、具有固氮、解磷、解鉀作用、產(chǎn)生氨基環(huán)己烷羧酸酶(ACCD)等。而U12只產(chǎn)生少量的吲哚乙酸和乙偶姻。這些特性對(duì)植株生長(zhǎng)有促進(jìn)和保護(hù)作用,所以這可以用來解釋,在盆栽試驗(yàn)中U36和U40菌株對(duì)植物表現(xiàn)出的有益效果。綜合分析,發(fā)現(xiàn)熒光假單胞菌CPF10在土壤中,除了產(chǎn)生抗生素來抑制病原菌,還通過促進(jìn)土壤中有益菌群的生長(zhǎng)、抑制有害菌群的生長(zhǎng),來使土壤生態(tài)向著有利于植物生長(zhǎng)的方向發(fā)展�？梢�,熒光假單胞菌CPF10對(duì)土壤微生態(tài)的調(diào)控也是其生防機(jī)理的重要組成部分。菌株U36,它無(wú)論是在自身特性方面,還是在對(duì)植物的生長(zhǎng)方面都表現(xiàn)出有益的效果和功能,可能是潛在的生物農(nóng)藥和肥料資源,具有一定的應(yīng)用潛力。目前,針對(duì)生防菌對(duì)微生物群落變化的研究主要集中在對(duì)群落整體的研究,很少有學(xué)者對(duì)具體的激變菌株進(jìn)行研究,因此,對(duì)這一問題的認(rèn)識(shí)停留在群體的層面。我們研究了這些劇烈變化的菌株在土壤中發(fā)揮特殊的功能,從劇烈變化菌群的個(gè)體層面開展工作,探討生防菌與土壤中的微生物和植物的相互作用,明確了熒光假單胞菌CPF10在土壤生態(tài)中發(fā)揮的作用的,為全面揭示熒光假單胞菌CPF10的生物防治機(jī)理提供了生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S476

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2524698