第一章植物線蟲(chóng)生防菌及微生態(tài)功能研究進(jìn)展

土壤線蟲(chóng)和土壤微生物作為維持生態(tài)系統(tǒng)健康運(yùn)行不可或缺的重要生物,并且對(duì)環(huán)境變化反映靈敏,越來(lái)越多的被用作指示生物來(lái)反應(yīng)不同區(qū)域的生物多樣性及土壤健康狀況.因此,本文擬通過(guò)研究土壤線蟲(chóng)和土壤微生物的多樣性,評(píng)估Snea253產(chǎn)生的殺線蟲(chóng)活性代謝物質(zhì)和阿維菌素對(duì)蔬菜大棚土壤健康的影響程度,從生態(tài)功能上揭示兩種不同的殺線劑對(duì)土壤環(huán)境的影響。在實(shí)際的發(fā)酵過(guò)程中,殺線蟲(chóng)活性物質(zhì)的產(chǎn)量會(huì)受到菌株自身產(chǎn)生能力、培養(yǎng)基配比、發(fā)酵條件等各種因素的綜合影響。因此,獲得高產(chǎn)殺線蟲(chóng)活性物質(zhì)的重要手段之一將是通過(guò)優(yōu)化培養(yǎng)基和發(fā)酵條件調(diào)控Snea2菌株的茜體生長(zhǎng)和生理代謝過(guò)程。本研究擬應(yīng)響應(yīng)面設(shè)計(jì)方法對(duì)培養(yǎng)基和發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化,研究多因素系統(tǒng)中因素交互作用達(dá)到最大響應(yīng)值時(shí)所對(duì)應(yīng)的最佳條件,為中試生產(chǎn)提供研究資料和可借鑒的方法。同時(shí),RNA-Seq技術(shù)的興起將使委內(nèi)瑞拉鏈霉菌轉(zhuǎn)錄組的解析成為可能,在轉(zhuǎn)錄組水平上研究產(chǎn)生殺線蟲(chóng)活性物質(zhì)的代謝基因調(diào)控。對(duì)委內(nèi)瑞拉鏈霉菌的基因結(jié)構(gòu)與功能、新轉(zhuǎn)錄本、代謝途徑、可變剪接等進(jìn)行深入的分析,獲得該菌的基礎(chǔ)生物學(xué)研究、基因工程改造和工業(yè)應(yīng)用的可用信息,將為生防菌的王業(yè)化生產(chǎn)菌株的改造和遺傳轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的完善提供理論依據(jù)。

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第二章鏈霉菌Snea253殺線蟲(chóng)活性產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)代謝調(diào)控研究

2.1材料

響應(yīng)面分析法是一種數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法,用于研究多因子系統(tǒng)中因子交互作用達(dá)到最大響應(yīng)值時(shí)所對(duì)應(yīng)的最佳條件,最陡爬坡試驗(yàn)得到的中心點(diǎn),采用Box-Benhnken設(shè)計(jì)原理和軟件Design-Expert進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì),獲得最佳試驗(yàn)條件。試驗(yàn)中的中也組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析及模型建立皆采用軟件來(lái)進(jìn)行。根據(jù)Pla濁ett-Burman試驗(yàn)確定了響Snea253菌株線蟲(chóng)校正死亡率的主要因素,進(jìn)而由最陡爬坡試驗(yàn)確定接近響應(yīng)值區(qū)域的重要因素的取值。根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行Box-Benhnken設(shè)計(jì),其編碼水平見(jiàn)表2-6,試驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果見(jiàn)表2-7。

2.2試驗(yàn)方法

PB設(shè)計(jì)法是一種兩水平的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,它可利用最少的試驗(yàn)次數(shù)對(duì)各因素進(jìn)行精確估計(jì),適用于從眾多的考察因素中快速有效地篩選出最為重要的幾個(gè)因素供進(jìn)一步研究(Miller以a/.,2001)。本試驗(yàn)選用試驗(yàn)次數(shù)N=12的試驗(yàn)設(shè)計(jì),對(duì)可溶性淀粉、葡萄糖、花生餅粉、(NH4)2S04、NaCl、K2HPO4、MgSO4.7H2O和FeS〇4等8因素進(jìn)行考察,各個(gè)因子的水平及編碼值見(jiàn)表2-2。其響應(yīng)值為對(duì)線蟲(chóng)校正死亡率結(jié)果見(jiàn)表2-3,借助試驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件DesignExper8.0.6進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,結(jié)果如表2-4所示。該模型民2=0.9833,由此可知,此模型的擬合程度較好。由各因素顯著水平分析可知,對(duì)線蟲(chóng)校正死亡率影響最大的3個(gè)因素依次為;X2(葡萄糖)、X3(花生餅粉)和X4((NH4)2S04)。在后續(xù)的試驗(yàn)優(yōu)化中,將這3個(gè)因素作為最陡爬坡試驗(yàn)研究對(duì)象。

第三章響應(yīng)面法優(yōu)化生防菌Snea253的發(fā)酵條件研究...........32

3.1材料.......32
3.2試驗(yàn)方法...........32
3.3結(jié)果與分析........33
第四章RNA-Seq分析鏈霉菌Snea253殺線蟲(chóng)活性代謝產(chǎn)物的調(diào)控基因研究.....43
4.1材料.....43
4.2試驗(yàn)方法.....44
4.3結(jié)果與分析.....50
第五章Snea253代謝調(diào)控相關(guān)基因過(guò)表達(dá)菌株的構(gòu)建.....61
5.1材料.....61
5.2試驗(yàn)方法.....52
 5.3結(jié)果與分析..........69

第七章鏈霉菌Snea253發(fā)醇液對(duì)微生態(tài)生境中土壤微生物多樣性的影響

7.1材料

研究利用響應(yīng)面法的中也組合試驗(yàn)確定了最優(yōu)發(fā)酵條件:72h種齡、5%接種量、初始腳6.6、發(fā)酵溫度28°C、發(fā)酵時(shí)間5.25d、搖床轉(zhuǎn)速175r/min和20%裝液量?jī)?yōu)化后的Snea2以發(fā)酵液殺線蟲(chóng)活性為91.2%,比原始發(fā)酵液提高了.Jiang等(2010)利用響應(yīng)面法優(yōu)化發(fā)酵培養(yǎng)條件,獲得最佳發(fā)酵溫度為28°C最佳pH為5.5,最佳發(fā)酵時(shí)間為5d,短梗霉多糖的產(chǎn)量達(dá)到30.28g/L。陳志斌等(2014)通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化鏈霉菌A0901產(chǎn)幾下質(zhì)酶抑制劑的發(fā)酵條件,優(yōu)化后的發(fā)酵液對(duì)以下質(zhì)酶的抑制率達(dá)到了67.58%,較原發(fā)酵培養(yǎng)基的幾下質(zhì)酶抑制率提高了36.8%。

7.2試驗(yàn)方法

如圖7-4所示,PCA分析結(jié)果表明, 土壤細(xì)菌群落經(jīng)過(guò)細(xì)ea253和阿維菌素處理后,各組成成分表現(xiàn)出明顯的分離。2條軸線的物種方差總占比為83.8%,其中第一軸為63.1%,第二軸為20.7%。PCA分析表明了Snea253處理和CK處理之間細(xì)菌群落相似,但與阿維菌素處理有很大差別,說(shuō)明阿維菌素處理對(duì)細(xì)菌群落的干擾較大,而Snea253處理相對(duì)干擾較少。Snea2以處理的McIntosh指數(shù)(U)除6月和7月差異不顯著外,其余份均顯著高于阿維菌素處理(P<0.05),與對(duì)照相比,除10月份顯著小于對(duì)照的U值外,其余月份差異不顯著(圖7-11)。兩個(gè)指數(shù)說(shuō)明Snea253處理的土壤微生物的種群數(shù)量多,多樣性豐富,均勻度好,種群分布均勻,優(yōu)勢(shì)種不明顯。而阿維菌素對(duì)土壤微生物群落中利用碳底物微生物物種均一度上造成顯著差異,優(yōu)勢(shì)種明顯。

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第八章結(jié)論與討論

線蟲(chóng)的區(qū)系分析發(fā)現(xiàn),Snea253處理的土壤線蟲(chóng)樣品主要在了象限,表明土壤養(yǎng)分狀況較好而且受干擾程度較小,食物網(wǎng)穩(wěn)定成熟。Berkelmans等(2003)認(rèn)為結(jié)構(gòu)指數(shù)(SI)作為土壤健康狀況的綜合指標(biāo)更合適,SI值越高,就意味著健康的生態(tài)系統(tǒng)越井然有序。Timper等(2012)提出經(jīng)過(guò)殺線劑處理后,SI值會(huì)降低。在Snea253處理中,相對(duì)較小的外界影響會(huì)使土壤環(huán)境中的食物網(wǎng)更趨于穩(wěn)定化、結(jié)構(gòu)化。對(duì)土壤生態(tài)指數(shù)和PCA的研究結(jié)果表明,由于長(zhǎng)期的單一種植模式,對(duì)照的土壤線蟲(chóng)群落處于不健康狀態(tài),而Snea253的施用能有效地豐富土壤線蟲(chóng)種群的種類和數(shù)量,改善土壤微生態(tài),促進(jìn)食物網(wǎng)的成熟穩(wěn)定,即作為生防菌在防治根結(jié)線蟲(chóng)病害的同時(shí),起到改善±壤線蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)、促進(jìn)多樣性發(fā)展的作用。

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參考文獻(xiàn)（略）

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本文編號(hào)：148734