【摘要】：生防菌在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用越來越廣泛,熒光假單胞菌是假單胞菌屬中報道最多的一種生防菌,它對西瓜、黃瓜等植物常見的枯萎病、猝倒病等土傳病害有很好的防治效果。隨著土壤微生物群落分析技術(shù)的不斷發(fā)展,生防菌對土壤微生物群落影響的研究越來越受到人們的重視。我們前期研究表明,生防菌熒光假單胞菌CPF10的施入前期會對土壤微生物群落產(chǎn)生影響,土壤中有些微生物菌群數(shù)量發(fā)生劇烈變化,這些劇烈變化的菌群,很可能在土壤中發(fā)揮著特殊的功能和作用,但是否會使土壤整體的菌群環(huán)境向著對植物生長有益的方向發(fā)展還是未知的。因此,開展劇烈變化菌株的進一步研究對生防菌的生態(tài)作用機理和功能菌群的發(fā)現(xiàn)有重要的意義。本實驗室曾通過454焦磷酸測序等技術(shù)對施入生防菌CPF10防治西瓜土傳病害的土壤微生物群落進行分析,發(fā)現(xiàn)并分離出3株劇烈變化的菌株,劇烈增加菌株為U36,劇烈減少菌株為U12和U40,本研究基于這3株菌株對其功能和特性進行全面的分析。通過采用形態(tài)學(xué)、生理生化和分子鑒定,確定了 3株菌株分別為Sporosarcina kore ensis U12、Bacillus tequilensis U36和Aeromonas media U40。在 3 株菌株對溫度、pH、鹽度的抗性研究中我們發(fā)現(xiàn),U36比U12和U40表現(xiàn)出了更好的抗性,它可以在55℃溫度條件下和1O%的鹽濃度條件下繼續(xù)生長;U12和U40在溫度達到50℃的時候或在鹽濃度分別為10%和5%的條件下就不能生長了。pH 4和pH 9時,對U36生長的抑制率只有22.8%和8.6%,而對U12的抑制率達到了 62.8%和20.6%,對U40的抑制率達到了 51.8%和19.0%。在對農(nóng)用殺菌劑的抗性研究中我們發(fā)現(xiàn)3株菌株均對波爾多液、醚菌酯·丙環(huán)唑和菌核凈這3種殺菌劑幾乎沒有耐受性,而對春雷霉素、多菌靈和嗯霉靈·VA唑菌酮有一定的耐受性,在農(nóng)業(yè)上規(guī)定的使用濃度下可以存活。在研究3株菌株與土壤中微生物的相互作用時我們發(fā)現(xiàn),U36不僅對一些常見的植物病原真菌有一定的抑制作用,還對土壤中土著的一些細(xì)菌和真菌也有一定的拮抗作用,而自身生長不會受到土著細(xì)菌的影響。而U12與U40對供試的病原真菌、土著細(xì)菌和土著真菌基本沒有拮抗作用,并且容易受到多種土著細(xì)菌的拮抗作用。所以,我們認(rèn)為在微生物群落中,U36菌群不易受到其他微生物的影響,具有較強的競爭力,而U12和U40的穩(wěn)定性相對較差,容易受到其它微生物的拮抗作用。在研究3株菌株對植物出芽、生長、抗逆性影響的研究中我們發(fā)現(xiàn),在出芽試驗中,U12處理組的植株根長與對照組沒有顯著差異(P0.05),鮮重和莖長比對照組顯著減少,抑制率分別達到15.9%和20.6%;U36在莖長和株重上與對照組沒有顯著差異,但是對根生長的促進作用顯著,達到41.5%;U40處理組各個生理指標(biāo)與對照組相比都沒有顯著性差異,3株菌株對辣椒和西瓜種子的出芽率都沒有顯著影響。在辣椒生長試驗中,在生長至第40d時發(fā)現(xiàn),無論在有菌土還是在無菌土中U36和U40對植株的各個生理指標(biāo)的影響均比對照組顯著提高,對植物生長有很好的促進作用,而U12處理組卻對對照組有很強的抑制作用,所以U36和U40可能是有益促生菌株,而U12可能不利于植株的生長。通過有菌土和無菌土中促生效率的對比,我們認(rèn)為U12和U36通過與土壤微生物菌群互作,協(xié)同發(fā)揮作用的效果比它們直接作用于植物本身的效果要強,而U40則主要是通過對植株直接產(chǎn)生影響來發(fā)揮作用的。在植物抗逆性試驗中,U36在干旱條件下可以有效的提高植株的保水率和促進植株干旱條件下的生長,提高植株的抗旱能力。而U12與U40對植株在干旱條件下的生長和保水率沒有顯著影響。在鹽脅迫條件下,U36可顯著提高植株在鹽脅迫條件下的生長和耐鹽性指數(shù),而U12會使耐鹽性指數(shù)顯著降低,U40則對植株的耐鹽性指數(shù)沒有顯著影響。由以上試驗我們可知,U36和U40對植株的出芽、生長和抗逆等有一定程度的促進和保護作用;而U12對植株的生長有一定的抑制作用,可能對植物的生長產(chǎn)生不利的影響。在對3株菌株的潛在促生特性的研究上,我們發(fā)現(xiàn)U36和U40表現(xiàn)出一些優(yōu)異的促生機制,可以產(chǎn)生Fe載體、吲哚乙酸、乙偶姻、具有固氮、解磷、解鉀作用、產(chǎn)生氨基環(huán)己烷羧酸酶(ACCD)等。而U12只產(chǎn)生少量的吲哚乙酸和乙偶姻。這些特性對植株生長有促進和保護作用,所以這可以用來解釋,在盆栽試驗中U36和U40菌株對植物表現(xiàn)出的有益效果。綜合分析,發(fā)現(xiàn)熒光假單胞菌CPF10在土壤中,除了產(chǎn)生抗生素來抑制病原菌,還通過促進土壤中有益菌群的生長、抑制有害菌群的生長,來使土壤生態(tài)向著有利于植物生長的方向發(fā)展�？梢�,熒光假單胞菌CPF10對土壤微生態(tài)的調(diào)控也是其生防機理的重要組成部分。菌株U36,它無論是在自身特性方面,還是在對植物的生長方面都表現(xiàn)出有益的效果和功能,可能是潛在的生物農(nóng)藥和肥料資源,具有一定的應(yīng)用潛力。目前,針對生防菌對微生物群落變化的研究主要集中在對群落整體的研究,很少有學(xué)者對具體的激變菌株進行研究,因此,對這一問題的認(rèn)識停留在群體的層面。我們研究了這些劇烈變化的菌株在土壤中發(fā)揮特殊的功能,從劇烈變化菌群的個體層面開展工作,探討生防菌與土壤中的微生物和植物的相互作用,明確了熒光假單胞菌CPF10在土壤生態(tài)中發(fā)揮的作用的,為全面揭示熒光假單胞菌CPF10的生物防治機理提供了生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S476

【參考文獻】

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本文編號：2524698