木霉菌对植物的促生效果及其机理的研究

论文摘要

木霉属（Trichoderma spp.）真菌是一类对多种植物病原真菌具有拮抗作用的重要生防因子。对于目前研究较为深入的木霉菌生防机制,大多集中在微生物之间的相互作用,而忽略了寄主植物的参与。近年来人们发现,有些木霉属菌株可以稳定定植在植物根部并引起植物新陈代谢的改变、诱导植物抗性、增加养分利用率、促进植物生长、提高作物产量,同时也发现木霉对植物的促生作用因种而异,对于其机制的研究国内外仍处于不断完善的阶段。本文通过对多功能木霉菌株的筛选、木霉的促生效果及其促生机理的研究,为今后利用生防木霉菌制各兼具防病增产作用的新型生物有机肥料提供科学的理论依据。具体结果如下：1、多功能木霉菌株的筛选及鉴定：以生防效果、ACC脱氨酶活性、植酸酶活性及盆栽促生效果为指标筛选多功能木霉菌株。结果显示：木霉菌株LT19对多种病原真菌具有拮抗作用,并能产生ACC脱氨酶、胞外植酸酶；盆栽试验显示,该菌株可促进黄瓜幼苗的生长并能提高幼苗的抗逆能力。经形态鉴定和rDNA-ITS序列分析,将菌株LT19鉴定为棘胞木霉（Trichoderma asperellum）。2、棘胞木霉LT19的促生效果：制备菌株LT19的发酵液、孢子悬浮液及菌剂,研究其对黄瓜萌发率、胚根发育、幼苗生长、根系发育等生长指标的影响。结果显示：100×发酵稀释液浸种使黄瓜种子萌发率提高28.02%。孢子悬浮液可以促进黄瓜胚根的发育,与对照相比,胚根长、侧根原基数目均有明显增加。盆栽试验显示,木霉制剂处理幼苗20d后处理组与对照组差异显著,株高、鲜重分别增加了23.23%、70.04%。此外,幼苗叶片中的硝态氮、叶绿素、可溶性糖及蛋白质含量均有明显提高。3、棘胞木霉LT19促生机制的研究：从棘胞木霉LT19提高黄瓜对营养元素的吸收率、分泌植物生长调节剂以及改变黄瓜内源激素水平方面研究了该菌株对黄瓜的促生机制。研究发现,棘胞木霉LT19可产生植酸酶,并能降低培养基pH值,将不溶性的磷酸钙转化成有效磷,幼苗叶片磷含量比对照提高了13.92%。另外,培养基中有色氨酸诱导时,用高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography,HPLC）检测到发酵液中有IAA的产生；用木霉制剂处理黄瓜幼苗时,黄瓜的内源激素水平有增高的趋势,并与幼苗的株高、鲜重成正相关,处理第20d时IAA含量比对照增加了28.42%。4、棘胞木霉LT19对镰刀菌重寄生机制的研究：有人认为木霉的生防作用是木霉促进植物生长的间接机制。棘胞木霉LT19的生防机制包括竞争作用、重寄生作用、抗生作用及诱导相关抗性酶的产生。盆栽实验显示,菌株对黄瓜枯萎病菌的防效达到83.33%。但对峙培养发现,棘胞木霉LT19对不同专化型的镰刀菌重寄生能力不同,因此本研究从病菌细胞壁糖蛋白和生防菌胞外蛋白酶的角度研究了棘胞木霉LT19对镰刀菌的重寄生机制。利用半定量RT-PCR检测了不同专化型镰刀菌细胞壁糖蛋白FEM1p基因表达量的高低,并测定了其细胞壁糖蛋白的含量。结果显示：FEM1p基因的表达量高低及细胞壁糖蛋白含量与木霉菌株LT19对镰刀菌的重寄生能力成负相关。进一步用紫外线诱变方法获得生防菌株LT19胞外蛋白酶正负突变株,平板对峙培养结果显示：木霉胞外蛋白酶活力增强46.80%的正突变株△LT19-30对病菌的重寄生作用增强,木霉胞外蛋白酶活力降低35.41%的负突变株△LT19-6对病菌的重寄生作用显著降低,从而明确了病菌细胞壁糖蛋白在自身防卫反应中的作用及棘胞木霉LT19对不同专化型镰刀菌重寄生差别的机制。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 木霉的研究现状
• 1.1 木霉简介
• 1.2 木霉的分类系统及鉴定
• 1.2.1 木霉的分类系统
• 1.2.2 木霉的鉴定
• 2 木霉的生防机制
• 2.1 重寄生作用
• 2.1.1 生防菌细胞壁降解酶
• 2.1.2 病原菌细胞壁结构
• 2.2 竞争作用
• 2.3 诱导植物抗性、激发植物防御反应
• 2.4 抗生作用
• 2.5 改变根系微环境
• 3 木霉与植物的共生
• 3.1 木霉在植物根部的定殖
• 3.2 木霉的定殖机制
• 3.3 木霉在植物其他部位的定植
• 4 木霉的促生作用
• 4.1 PGPR的促生作用
• 4.2 木霉促生作用的研究现状
• 5 木霉促生机制的研究
• 5.1 产生植物生长调节剂
• 5.1.1 植物生长调节剂的检测
• 5.1.2 激素生物合成的研究
• 5.2 增加养分利用率
• 5.3 抑制或降解根际有害物质
• 6 本研究的立题依据、研究内容、技术路线及研究意义
• 6.1 立题依据
• 6.2 研究内容
• 6.3 技术路线
• 6.4 研究意义
• 第二章 多功能木霉菌株的筛选及鉴定
• 引言
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.1.1 供试材料
• 1.1.2 培养基
• 1.1.3 主要仪器
• 1.2 实验方法
• 1.2.1 多功能木霉菌株的筛选
• 1.2.2 菌株LT19的鉴定
• 2 结果与分析
• 2.1 多功能木霉菌株的筛选
• 2.1.1 拮抗活性
• 2.1.2 ACC脱氨酶
• 2.1.3 植酸酶
• 2.1.4 对黄瓜幼苗的促生作用
• 2.1.5 逆境胁迫下对黄瓜幼苗的促生作用
• 2.2 菌株LT19的鉴定
• 2.2.1 形态鉴定
• 2.2.2 分子生物学鉴定
• 3 讨论
• 第三章 棘胞木霉LT19对黄瓜的促生效果及其机理的研究
• 引言
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.1.1 供试材料
• 1.1.2 培养基
• 1.1.3 主要仪器
• 1.2 实验方法
• 1.2.1 促生效果
• 1.2.2 促生机制
• 2 结果与分析
• 2.1 促生效果
• 2.1.1 发酵液对种子萌发率的影响
• 2.1.2 孢子悬浮液对黄瓜胚根的影响
• 2.1.3 菌剂对黄瓜生长及生理生化指标的影响
• 2.2 促生机制
• 2.2.1 对植物可吸收磷元素的影响
• 2.2.2 产生植物生长调节剂IAA
• 2.2.3 黄瓜内源激素水平的动态变化
• 3 讨论
• 第四章 棘胞木霉LT19对镰刀菌重寄生机制的研究
• 引言
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.1.1 供试材料
• 1.1.2 培养基
• 1.1.3 主要仪器
• 1.2 实验方法
• 1.2.1 生防机制
• 1.2.2 对黄瓜枯萎病菌的防效
• 1.2.3 对不同专化型镰刀菌的重寄生作用
• 1.2.4 镰刀菌细胞壁糖蛋白含量的测定
• 1.2.5 半定量RT-PCR检测镰刀菌细胞壁糖蛋白FEM1p基因表达量的差异
• 1.2.6 木霉菌胞外蛋白酶突变株及其对镰刀菌的重寄生作用
• 2 结果与分析
• 2.1 生防机制
• 2.1.1 竞争作用
• 2.1.2 抗生作用
• 2.1.3 重寄生作用
• 2.1.4 诱导抗性相关酶活性的改变
• 2.2 对黄瓜枯萎病菌的防效
• 2.3 对不同专化型镰刀菌的重寄生作用
• 2.4 镰刀菌细胞壁糖蛋白含量的测定
• 2.5 半定量RT-PCR检测镰刀菌细胞壁糖蛋白FEM1p基因表达量的差异
• 2.6 木霉菌胞外蛋白酶突变株及其对镰刀菌的重寄生作用
• 3 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况