茄科植物内生细菌对几种病原真菌的作用及抗性物质分析

论文摘要

植物病害是影响农业生产的主要因素之一,随着保护地蔬菜的发展和种植制度的调整,蔬菜病害的发生及危害有逐年加重趋势。疫病、病毒病、青枯病等主要病害的发生,每年给茄科蔬菜的生产造成严重的损失。目前化学农药仍是防治植物病害的主要措施,但存在着易造成残留污染、诱发病原菌抗药性和伤害非靶标生物等不利影响。利用植物内生细菌控制植物病害具有极大的发展潜力,从内生菌中寻找和发现新的活性化合物是植物内生菌研究的一个热点,植物内生菌作为一种新的微生物资源引起了广泛的关注。本研究通过对茄科植物内生细菌的分离,并针对茄子黄萎病、番茄枯萎病、蔬菜苗期立枯病等发生面积大、防治困难的病害,筛选在植物体内定殖能力强,防病与促生作用结合的内生细菌;分析内生细菌所产生的抗菌物质及部分特性;探讨内生细菌的拮抗作用和内生性与防病作用的关系,为植物内生细菌的研究提供理论依据。其结果如下:1、从泰安、新泰等7县（市）采集番茄、茄子、辣椒、烟草等茄科植物,分离到内生细菌共149株,其中根中47株,茎中56株,叶中33株,果中13株。筛选出对茄子黄萎病菌（Verticillium dahliae）、番茄枯萎病菌（Fusarium oxysporum f.sp.cinerea）、番茄早疫病菌（Alternaria solani）、辣椒疫病病菌（Phytophthora capsici）、蔬菜苗立枯病菌（Rhizoctonia solani）、烟草赤星病菌（Alternaria alternata）、小麦根腐病菌（Bipolaris sorokiniana）、枣叶斑病菌（Alternaria sp.）具有较好抑菌活性的内生细菌菌株共18株。2、应用传统细菌鉴定方法对18株拮抗内生细菌进行了初步鉴定,经细菌培养性状和生理生化特性测定结果表明,所筛选的拮抗内生细菌主要为芽孢杆菌群（Bacillus sp.）,占分离数的55.6%;少数为假单胞菌群（Pseudomonas sp.）和黄单胞菌群（Xanthomonas sp.）。对其中1株具有较强活性的内生细菌L-6菌株进行16S rDNA分子鉴定,通过同源性比较,确定内生拮抗细菌L-6为多粘类芽孢杆菌（Paenibacilluspolymyxa）。关于在辣椒植株体内分离到内生细菌为多粘类芽孢杆菌（Paenibacillus palymyxa）,本研究尚属首次报道。3、采用抗药性标记法对L-6菌株进行了内生性研究。通过灌根与浸种试验,表明L-6菌株可定殖于根、茎和叶片组织内,并在一定时间内可维持相当数量,10d时的菌落定殖量看不出明显减少。4、促生作用试验结果表明,内生细菌L-6发酵液能促进辣椒种子根的萌发和根部的伸长生长;经发酵处理后,辣椒体内的POD酶活性和根内SOD酶活性均有不同程度的提高。5、内生拮抗菌株L-6发酵液对番茄枯萎病菌（Fusariumoxysporum）、番茄早疫病菌（Alternaria solani）等病原真菌的菌丝生长和孢子萌发有较强的抑制作用,病原菌菌丝生长缓慢,表现畸形、扭曲,严重的可致使病原菌菌丝胞壁溶解,原生质外溢,抑制病原菌孢子萌发。6、对内生拮抗菌株L-6分泌抗菌物质进行分析认为,L-6菌株产生的抗菌物质主要为脂溶性抗生素。薄层层析（Thin layerchromatography,TLC）及紫外吸收光谱检测结果表明,其抗生素的活性组分为在323nm处有稳定吸收峰的单一化合物。对该组分的性质研究发现,菌株L-6分泌的这一抗菌活性组分具有较好的热稳定性和酸碱稳定性,但对紫外照射稳定性差。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 植物内生细菌研究的历史及现状
• 1.2 植物内生细菌的主要研究内容
• 1.2.1 植物内生细菌的生态学研究
• 1.2.2 植物内生细菌的植物病理学研究
• 1.3 植物内生细菌的生物学作用
• 1.3.1 植物内生细菌的生物防治作用
• 1.3.2 植物内生细菌对植物的促生作用
• 1.3.3 植物内生细菌的固氮作用
• 1.4 内生菌的活性代谢产物
• 1.4.1 植物内生菌产生的代谢产物具有抗菌活性的普遍性
• 1.4.2 植物内生菌产生的抗菌物质
• 1.5 植物内生细菌研究中存在的问题及应用前景
• 1.6 本研究的目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 标本来源
• 2.1.2 培养基
• 2.1.3 供试植物病原菌
• 2.1.4 供试辣椒品种
• 2.1.5 主要试剂及仪器设备
• 2.2 方法
• 2.2.1 内生细菌的分离
• 2.2.2 拮抗内生细菌的筛选
• 2.2.3 内生细菌鉴定
• 2.2.4 内生细菌的抗药性标记
• 2.2.5 标记菌在辣椒根茎内的定殖
• 2.2.6 拮抗内生细菌 L-6菌株发酵液对辣椒的促生作用
• 2.2.7 拮抗内生细菌对几种植物病原真菌的作用
• 2.2.8 拮抗内生细菌产生抗菌物质的提取及部分特性研究
• 3 结果与分析
• 3.1 内生细菌的分离结果
• 3.2 内生细菌的抑菌活性测定结果
• 3.3 内生细菌菌株的鉴定结果
• 3.3.1 表型性特征和生理生化性状
• 3.3.2 内生细菌 L-6菌株16S rDNA序列测序结果
• 3.3.3 内生细菌 L-6的16S rDNA序列分析
• 3.4 内生细菌 L-6菌株的内生性验证与促生作用
• 3.4.1 抗药性菌株的获得
• 3.4.2 标记株的抗药稳定性检测结果
• 3.4.3 标记株与野生菌株性状的比较结果
• 3.4.4 L-6菌株的定殖试验结果
• 3.4.5 回收菌的抑菌活性检测
• 3.4.6 L-6菌株发酵液对辣椒的促生作用结果
• 3.4.7 发酵液对辣椒幼苗体内SOD、POD酶活性的影响结果
• 3.5 拮抗内生细菌 L-6菌株发酵液对病原菌生长的影响结果
• 3.5.1 拮抗内生细菌发酵液对病原菌菌丝生长的影响
• 3.5.2 拮抗内生细菌发酵液对病原菌孢子萌发生长的影响
• 3.6 拮抗菌株 L-6产生的抗菌物质分析结果
• 3.6.1 抗菌物质粗提物的提取结果
• 3.6.2 抗菌物质粗提物的活性检测结果
• 3.6.3 薄层层析（Thin layer chromatography，TLC）测定结果
• 3.6.4 不同组分生物活性的测定结果
• 3.6.5 活性组分的紫外吸收光谱检测结果
• 3.6.6 活性组分部分性质研究结果
• 3.6.7 安全性评价结果
• 4 结论与讨论
• 4.1 结论
• 4.2 讨论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况