INA细菌种类鉴定及其与杂柑‘不知火’果实霜冻关系的研究

论文摘要

本研究在综合调查四川杂柑栽培生产情况下,以杂柑受冻果实为材料,分离INA细菌,鉴定四川杂柑上INA细菌种类,测定其冰核活性,并探讨影响INA细菌冰核活性的因素;然后将分离的INA细菌回接到杂柑‘不知火’正常果实上,人工模拟自然霜夜降温过程处理果实,观察果实受冻程度,测定并分析其相对电导率（REC）、丙二醛（MDA）含量变化以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性变化规律,从而探讨INA细菌与果实霜冻害的关系,揭示INA细菌诱发‘不知火’果实霜冻害的机理,结果表明:1、所采集的20份受冻杂柑果实经分离得到31个菌株,冰核活性测定结果显示:有16个菌株有冰核活性,首次在杂柑上证实有INA细菌的存在。冰核活性菌株除3号冻滴率为80%,其余达到85%～95%。且假单胞菌的平均冻滴率为91.25%,高于欧文氏菌85%的平均冻滴率。2、细菌学鉴定得出:分离自杂柑受冻果实上的这16个菌株属于2个属3个种:凤梨欧文氏菌（E.ananas）,6株,占37.5%;丁香假单胞菌未定变种（P.syringae pvs.）,6株,占37.5%;菜豆荚斑病菌（P.viridiflava）,4株,占25%。且E.ananas的冰核活性小于P.syringae pvs.和P.viridiflava。这是杂柑上关于INA细菌的首次报道。3、将分离到的INA细菌回接到正常‘不知火’果实上,人工模拟自然霜夜降温过程,果皮相对电导率的变化结果表明:P.syringae pvs.＞P.viridiflava＞E.ananas＞CK,并随低温强度提高而增大。显著性分析得出:接种INA细菌的果皮相对电导率显著高于CK,说明在相同低温胁迫下,INA细菌的确能够使杂柑‘不知火’果实冻害加重,并使受冻温度提高1℃～2℃。且不同种类的INA细菌对果实冻害的加重程度是不同,这与它们自身冰核活性的强弱成正相关。这些都证明了INA细菌可以诱发和加重‘不知火’果实的霜冻害。4、果皮MDA含量变化情况表明:接种INA细菌的果皮MDA含量均高于对照,只是不同INA细菌处理,上升趋势有所不同,且MDA含量大小关系为:P.syringae pvs.＞P.viridiflava＞E.ananas＞CK。说明低温胁迫下INA细菌能明显促进膜脂过氧化作用,降低‘不知火’果实的抗寒性,经显著性分析得:在0℃下,接种INA细菌的果皮MDA含量与对照相比差异不显著,随着温度的降低,差异逐渐明显,在-3℃下达到极显著水平,说明与对照相比,INA细菌的确加重了‘不知火’果实的受冻程度,且三种INA细菌的冰核活性存在差异。5、由保护酶活性变化结果可知:果皮和果肉中,对照和各处理下SOD活性变化趋势基本相同,并且果皮SOD活性始终远高于果肉SOD活性,在整个低温处理过程中对照SOD活性始终高于各处理,随着温度的降低这种差异更加明显,经显著性分析:3种INA细菌和对照之间差异均达到极显著水平,与对照相比,接种INA细菌使细胞膜的伤害温度提高了2℃。所以,INA细菌能够使‘不知火’果实SOD活性降低,从而降低它对细胞膜的保护作用。POD活性随低温胁迫的加剧而升高。在整个降温过程中,对照的POD活性始终高于各处理,这种趋势随温度的降低更加明显。显著性分析可知:在0℃时,对照与各处理间POD活性差异不显著,随着温度的降低,接种INA细菌的果皮POD活性显著低于对照,且P.syringae pvs.处理下的果皮酶活性显著低于P.viridiflava处理下的酶活性,说明接种INA细菌可以降低POD活性,使H2O2积累,加剧低温对细胞膜的破坏。对照和各处理CAT活性均随温度下降而下降,但对照始终高于各处理,且不同处理之间变化趋势有所不同,而且果皮CAT活性明显高于果肉CAT活性。可见,INA细菌能降低CAT活性,使其不能有效清除自由基,加剧膜脂过氧化速度。6、影响INA细菌冰核活性的因素实验得知:20℃培养的INA细菌生长最好,其冻滴率最高,说明他们活性高,随着温度的升高或降低都会影响INA细菌的生长和冰核活性;在同一菌液浓度下,随着处理温度的降低,INA细菌的冻滴率均显著提高,当温度降到-2℃及以下,表现出明显的冰核活性;当浓度达到5×106cfu/ml时开始表现出冰核活性,在一定的温度范围内,随着菌液浓度的增加,其冻滴率也不断提高,可见INA细菌的冰核活性与其菌液浓度呈正相关;在温度、浓度一定的条件下,随着培养基pH值的变化,其冻滴率也发生了明显的变化,得出INA细菌的酸碱度适应范围为pH6.0～8.0,pH＜4.0或pH＞10.0均会抑制INA细菌的生长。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 中英文缩写词对照表
• 1 前言
• 2 研究概述
• 2.1 霜冻害及其对果树的影响
• 2.1.1 霜冻概述
• 2.1.2 霜冻害对果树的影响
• 2.2 冰核细菌概述
• 2.2.1 冰核和冰核细菌
• 2.2.2 我国INA细菌种类及其分布
• 2.2.3 影响INA细菌冰核活性的因素
• 2.2.4 INA细菌冰核活性等级划分及保存
• 2.2.5 冰核细菌分子基础
• 2.3 冰核细菌诱发霜冻的机理
• 2.4 冰核细菌的研究现状及前景
• 3 材料与方法
• 3.1 试验材料及对照菌株
• 3.2 试验设计与技术路线
• 3.3 试验方法
• 3.3.1 ‘不知火’基本性状调查
• 3.3.2 INA细菌的分离、纯化与鉴定
• 3.3.3 INA细菌对果实霜冻害的影响
• 3.3.4 影响INA细菌成冰活性的因素
• 3.4 数据处理
• 4 结果与分析
• 4.1 ‘不知火’基本性状
• 4.2 杂柑上INA细菌冰核活性测定
• 4.3 INA细菌的种类
• 4.3.1 欧文氏菌属、种鉴定
• 4.3.2 假单胞菌属、种鉴定
• 4.4 INA细菌与‘不知火’果实霜冻关系的研究
• 4.4.1 INA细菌对果皮REC的影响
• 4.4.2 INA细菌对果皮MDA的影响
• 4.4.3 INA细菌对果实SOD的影响
• 4.4.4 INA细菌对果实POD的影响
• 4.4.5 INA细菌对果实CAT的影响
• 4.4.6 INA细菌与果实霜冻的关系
• 4.5 不同因素对INA细菌冰核活性的影响
• 4.5.1 温度
• 4.5.2 菌液浓度
• 4.5.3 pH值
• 5 结论与讨论
• 5.1 杂柑上INA细菌种类及特性
• 5.2 INA细菌与霜冻的关系
• 5.2.1 INA细菌与相对电导率的关系
• 5.2.2 INA细菌与MDA的关系
• 5.2.3 INA细菌与保护酶的关系
• 5.3 INA细菌诱发和加重‘不知火’果实霜冻的机理
• 6 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间参加的科研项目
• 在读期间发表的学术论文目录
• 附图