生防菌Brevibacillus brevis X23的全基因组测序与抑菌机理研究

论文摘要

烟草是重要的经济作物,我国是世界上烟草种植面积和烟叶产量最大的国家；烟草黑胫病与烟草青枯病是烟叶生产的两大土传性病害,在我国南方烟区常混合发生,对烟叶的优质和安全生产造成严重危害。生防菌X23分离自烟草根际土壤,经16S rDNA系统发育分析,确定为短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis X23)。此属的细菌可分泌大量的抑菌活性物质,被认为具有开发为优良生防菌的潜力,因而越来越受到植保科技工作者的青睐。本论文先在实验室进行生防菌B.brevis X23与烟草黑胫病菌及烟草青枯菌的平板对峙试验；再分别开展温室盆栽试验与大田生防试验,研究B.brevis X23在特定条件与自然环境下,对烟草黑胫病及青枯病的防治效果,为生防菌X23的推广应用提供参考。在上述研究的基础上,本论文研究了生防菌B.brevis X23对烟草青枯病菌和黑胫病菌的作用机理。结果表明,X23的外泌抗菌肽可以破坏青枯病菌的细胞质膜,导致细胞内容物渗漏,最终杀死青枯病菌；与其抑菌细菌的作用机理相似,X23分泌的抗菌肽还可以导致黑胫病菌的细胞膜破裂,在光学显微镜(1000倍)下可观察到明显的质壁分离。为了克隆X23外泌抗菌肽的编码基因,本论文还构建了X23基因组的精细图谱,对B.brevis X23全基因组进行了生物信息学分析,从中挖掘出了6个非核糖体合成抗菌肽的编码基因簇。这些发现为B.brevis X23的遗传改良奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1 两大土传性病害——烟草黑胫病与青枯病
• 1.1 烟草黑胫病
• 1.2 烟草青枯病
• 2 生物防治
• 2.1 生物防治的必要性
• 2.2 生物防治的含义与机理
• 2.3 生物防治的优点与发展趋势
• 3 微生物基因组研究
• 3.1 微生物基因组的含义与优点
• 3.2 微生物基因组的研究现状
• 4 立题意义及依据
• 第二章 生防试验
• 1 供试材料
• 1.1 供试菌株
• 1.2 供试烟株品种
• 1.3 供试溶液及培养基
• 1.4 主要仪器
• 2 试验方法
• 2.1 烟草黑胫病菌的分离、纯化与鉴定
• 2.2 烟草青枯菌的分离、纯化与鉴定
• 2.3 生防菌X23对烟草黑胫病菌与烟草青枯菌的平板抑制试验
• 2.4 生防菌X23在温室对烟草黑胫病菌的防效试验
• 2.5 生防菌X23对烟草青枯病的大田防治试验
• 3 试验结果
• 3.1 烟草黑胫病菌的分离、纯化与鉴定
• 3.2 烟草青枯菌的分离、纯化与鉴定
• 3.3 生防菌X23对烟草黑胫病菌与烟草青枯菌的平板抑制试验
• 3.4 温室内生防菌X23对烟草黑胫病的防治试验
• 3.5 生防菌X23对烟草青枯病的大田生防试验
• 本章小结
• 第三章 生防菌X23的全基因组测序及功能注释
• 1 试验材料
• 1.1 供试菌株
• 1.2 供试溶液及培养基
• 1.3 主要仪器
• 2 试验方法
• 2.1 生防菌培养与基因组DNA的抽提
• 2.2 测序与拼装
• 2.3 Gap closing
• 3 试验结果
• 3.1 Ingaps的填补工作
• 3.2 Outgaps的填补工作
• 3.3 DNA回收纯化
• 3.4 生防菌X23基因组精细图谱的构建及功能注释
• 3.5 生防菌X23基因组中非核糖体抗菌肽编码基因簇的预测及分析
• 本章小结
• 第四章 外泌抗菌肽及其抑菌机理研究
• 1 试验材料
• 1.1 供试菌株
• 1.2 供试溶液及培养基
• 1.3 主要仪器
• 2 试验方法
• 2.1 生防菌X23外泌抗菌肽的质谱测序
• 2.2 生防菌X23外泌抗菌肽抑菌机理的研究
• 3 试验结果
• 3.1 生防菌X23外泌抗菌肽的质谱测序
• 3.2 光学显微镜观察生防菌X23外泌抗菌肽的抑菌机理
• 3.3 透射电子显微镜观察生防菌X23外泌抗菌肽的抑菌机理
• 本章小结
• 第五章 总结与讨论
• 1 生防菌X23对烟草黑胫病的防治效果
• 2 生防菌X23对烟草青枯病的防治效果
• 3 全基因组测序
• 4 抑菌机理研究
• 参考文献
• 附录A
• 附录B
• 附录C
• 致谢
• 个人简介