玉米大斑病拮抗细菌的分离与筛选

采用土壤稀释法从玉米根际土壤中分离得到1 182株细菌菌株,从中筛选对玉米大斑病菌具有较强拮抗的菌株24个。对24株拮抗菌抗菌谱的测定结果表明,KD16-13、KJ2-01对水稻稻瘟病菌、马铃薯早疫病菌、水稻纹枯病菌、尖孢镰刀菌、禾谷镰刀菌、链格孢菌、番茄枯萎病菌具有较强的拮抗作用且抑菌效果明显。     

水稻纹枯病拮抗细菌的评价与利用

 从稻田土壤、纹枯菌菌核、病斑和水稻植株上共分离获得1437个细菌分离物。在离体条件下测定它们对水稻纹枯菌的拮抗能力。其中拮抗能力强的菌株61个,占4.8％;没有拮抗作用的菌株有486个,占38.1％;其余57％的菌株是略有拮抗作用。24个菌株对水稻纹枯病的防治效果的盆栽生物测定表明,其中有9个菌株的防效在60％以上。挑选了6个菌株在田间进一步测试其防效,结果证实了B916对水稻纹枯病的防治效果最好。1994～1997年连续4年在姜堰、吴江和句容3个基点示范推广使用B916发酵液防治水稻纹枯病,累计面积为2000 hm2以上。大田示范试验结果表明,拮抗菌B916发酵液能够有效地控制水稻纹枯病的为害,防效为50.0%～81.9%。     

水稻纹枯病菌拮抗菌B34分离鉴定及杀菌蛋白的获得

从水稻植株上分离到1株对水稻纹枯病菌有较好拮抗作用编号为B34的菌株,室内对水稻纹枯病菌的抑菌带达到10.3 mm。经生理、生化检测及细胞壁化学成分分析,确定其为致黄假单胞菌（Pseudomonas aureofaciens）。其代谢粗提物经蛋白酶作用,拮抗作用消失。经70%饱和度的（NH4）2SO4沉淀,透析后得到粗杀菌蛋白,分别上样SephadexG-100和DEAE纤维素32LKB柱层析系统,分离纯化了杀菌蛋白,经SDS-PAGE检测其分子量约为33.0 kDa,经低温、真空干燥,得到了该杀菌蛋白的结晶体。     

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在1993～1998年间对采自中国浙江省的116批及菲律宾吕宋岛的129批稻种进行了假单胞杆菌及相关细菌多样性研究。分别从浙江省和吕宋岛分离出1200多个和2300多个有关菌株,并对它们进行了细菌学、致病性和数值分类(Biolog)法测定。结果显示,吕宋岛稻种上的荧光细菌数明显高于浙江省。鉴定出16个假单胞杆菌种或型及2个相关种,其中约一半的细菌种尚未有从稻种上分离出来的记录。503个菌株对水稻纹枯病菌、水稻叶鞘腐败病菌及水稻细菌性褐条病菌的拮抗性测定表明,在浙江省约占稻种细菌总数12%的菌对一个或多个水稻病原菌具拮抗性,而在吕宋岛约占17%左右。     

菲律宾吕宋岛和中国浙江省的稻种非致病假单胞杆菌及相关细菌多样性研究

 在1993～1998年间对采自中国浙江省的116批及菲律宾吕宋岛的129批稻种进行了假单胞杆菌及相关细菌多样性研究。分别从浙江省和吕宋岛分离出1200多个和2300多个有关菌株,并对它们进行了细菌学、致病性和数值分类(Biolog)法测定。结果显示,吕宋岛稻种上的荧光细菌数明显高于浙江省。鉴定出16个假单胞杆菌种或型及2个相关种,其中约一半的细菌种尚未有从稻种上分离出来的记录。503个菌株对水稻纹枯病菌、水稻叶鞘腐败病菌及水稻细菌性褐条病菌的拮抗性测定表明,在浙江省约占稻种细菌总数12%的菌对一个或多个水稻病原菌具拮抗性,而在吕宋岛约占17%左右。     

用木霉、类木霉对水稻纹枯病进行生物防治的研究

从腐烂稻草上分离到6个对水稻纹枯病菌有较强拮抗作用的菌株,经室内初步鉴定属于木霉、类木霉,经PDA平板拮抗试验表明,黄绿木霉的T3菌株抑菌率最大,为52.54%。纤维素酶活力测定试验表明,钩状木霉>黄绿木霉>绿粘帚霉,与抑菌试验结果并不同。田间试验结果表明它们对水稻纹枯病具有一定防效,以T1～T6混合菌喷施处理防效最好,可达32.25%,并对结实率和千粒重等产量因素有较大提高作用。     

菲律宾吕宋岛和中国浙江省的稻种非致病假单胞杆菌及相关细菌多样性研究

在１９９３～１９９８年间对采自中国浙江省的１１６批及菲律宾自宋岛的１２９批稻种进行了假单胞杆菌及相关细菌多样性研究。分别从浙江省和吕宋岛分离出１２００多个和２３００多个有关菌株,并对它们进行了细菌学、致病性和数值分类（Ｂｉｏｌｏｇ）法测定。结果显示,吕宋岛稻种上的荧光细菌数明显高于浙江省。鉴定出１６个假单胞杆菌种或型及２个相关种,其中约一半的细菌种尚未有从稻种上分离出来的记录。５０３个菌株对水稻纹枯病菌、水稻叶鞘腐败病菌及水稻细菌性褐条病菌的桔抗性测定表明,在浙江省约占稻种细菌总数１２％的菌对一个或多个水稻病原菌具拮抗性,而在吕宋岛约占１７％左右。     

枯草芽孢杆菌JN005胞外抗菌物质及对水稻叶瘟防治效果

【目的】检测枯草芽孢杆菌JN005产生的胞外抗菌物质的稳定性和对稻瘟病菌的生物活性,及其对水稻叶瘟的防治效果。【方法】通过不同培养基检测枯草芽孢杆菌JN005产生的抑菌物质,结合平板对峙法、光学显微镜观察、室内离体和活体接种来检测JN005菌株胞外抗菌物质对稻瘟病菌拮抗活性和对水稻叶瘟防治效果。【结果】枯草芽孢杆菌JN005能分泌蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶和β-1, 3-葡聚糖酶,其胞外抗菌物质对稻瘟病菌生长具有抑制作用。胞外抗稻瘟病菌物质在0℃~100℃和pH 2~12范围内活性较为稳定,且经蛋白酶K处理后不影响其活性,紫外照射12 h以及4℃保存3个月仍有活性。胞外抗菌物质能引起稻瘟病菌菌丝形态畸变,并抑制分生孢子的萌发。室内湘晚籼12号稻瘟病离体叶片接种表明,先用100倍胞外抗菌物质稀释液处理水稻叶片,24 h后接种稻瘟病菌分生孢子悬浮液(1×10⁵个/mL),其叶瘟发病率为34.07%,效果接近稀释500倍的40%稻瘟灵EC;而先接种稻瘟病菌分生孢子悬浮液,24 h后用100倍胞外抗菌物质稀释液处理,其发病率为38.52%,与稀释1500倍的75%三环唑(WP)和稀释500倍的40%稻瘟灵(EC)有显著性差异。活体喷雾接种试验表明,于湘晚籼12号秧苗长至3叶1心时,接种稻瘟病菌分生孢子悬浮液前24 h喷施稀释100倍的胞外抗菌物质稀释液,其叶瘟防效为75.32%;接种稻瘟病菌分生孢子悬浮液后24 h喷施稀释100倍的胞外抗菌物质稀释液,其防效为71.49%。【结论】JN005菌株胞外抗菌物质对稻瘟病菌的菌丝生长和孢子萌发有直接抑制作用,且对环境稳定性较好,对稻瘟病有较好的预防和治疗作用,有进一步的开发潜力。     

在水稻生态系统中纹枯病拮抗细菌的分布和种类

 通过对从菲律宾Laguna省水稻植株上分离获得的700个细菌菌株进行离体与生物测定发现,在水稻生态系统中,存在着大量格兰氏阴性、非致病性、对纹枯病有拮抗作用的细菌微生物。根据拮抗细菌分离来源分析结果表明,从病株和水稻生长后期能分离到比健株和生长前期更多的拮抗细菌。用Biolog的方法测定了195个细菌菌株的种类。在147个格兰氏阴性菌株中有13个属39个种,在48个格兰氏阳性菌株中有8个属13个种。在195个被测菌株中有20个菌株对纹枯病菌具有较强的拮抗作用,它们分别归属于7个属12个种。     

用于生物防治水稻纹枯病的拮抗细菌的筛选

分别从健康的水稻植株、感染纹枯病植株、根际土壤、秧田水和菌核上分离出能拮抗水稻纹枯病的假单胞菌属(Pseudomonas spp.)和芽胞杆菌属(Bacillus spp.)的细菌菌株。大多数菌株在室内试验中对菌丝生长有抑制作用,有的菌株在温室试验中起抑制病害和对植株有保护作用,有的(1/49)具有促进秧苗生长的作用。纹枯病的病斑相对长度与病害发生率密切相关(r~2=0.33,P=0.01),与抑菌圈大小(r~2=0.03)和离体叶片病斑大小(r~2=0.12)无相关,植株干重与病斑相对长度和发病率均无显著相关(r~2=0和0.01)。     

基于卷积神经网络的水稻纹枯病图像识别

【目的】水稻纹枯病是影响水稻生产的三大病害之一。研究卷积神经网络对水稻纹枯病的自动识别,弥补人工识别的不足,对预防和准确识别水稻蚊枯病类型有着重要意义。【方法】以卷积神经网络进行水稻纹枯病识别,并与基于支持向量机的识别方法进行对比。【结果】卷积神经网络识别率达到97%,优于支持向量机的95%。【结论】卷积神经网络运用于水稻纹枯病识别是可行的,弥补了人工识别的不足。此算法训练的模型有着较好的识别性能。     

不同植保机械喷施雾滴在水稻冠层沉积分布规律及对病虫害防效比较

[目的]为阐明无人机与地面植保机械喷施雾滴在水稻冠层的沉积分布特征,比较其对不同冠层病虫害防治效果,科学推广及使用植保机械.[方法]采用雾滴沉积分布检测、利用率测定以及田间调查等方法,研究6种不同植保机械在水稻田喷雾后雾滴在冠层的沉积分布、利用率以及对纹枯病和稻纵卷叶螟的防治效果.[结果]3种无人飞机喷施雾滴在水稻冠层...     

水稻分蘖角基因TAC1的育种应用价值分析

【目的】分蘖角度是水稻重要株型性状,合理的分蘖角度是培育理想株型、达到高产育种的一个关键因素。【方法】以控制水稻分蘖角度增大的显性主效数量基因TAC1为研究对象,构建不同品种背景下的TAC1近等基因系,通过单本栽插、多本栽插/高产栽培以及纹枯病菌接种鉴定,分析TAC1对其他农艺性状、纹枯病抗性、产量及品质的影响。【结果】同一背景近等基因系之间比较,TAC1使水稻品系分蘖角度增加,有利于减轻纹枯病危害,对其他农艺性状无不利影响。在高产栽培条件下,不同背景TAC1系有效穗数均多于tac1系;籼稻特青背景下,TAC1系结实率、千粒重及单株产量均高于tac1系;美国稻Lemont背景下,TAC1系结实率、千粒重及单株产量均低于tac1系;粳稻武陵粳1号、镇稻88背景下,TAC1系结实率和千粒重均略低于tac1系,单株产量略高于tac1系,差异不显著。加工及外观品质方面,特青TAC1系优于tac1系,武陵粳1号、镇稻88以及Lemont背景TAC1系较tac1系有劣化趋势,差异均不显著。【结论】叶片较长的籼稻品种,适宜的分蘖角度范围较窄,叶片较小的粳稻品种,适宜的分蘖角度范围较宽。适当增加水稻品种的分蘖角度,有利于减轻纹枯病危害。TAC1可用于株型紧凑型籼稻品种及粳稻品种的株型改良。     

硫藤黄链霉菌St-79对水稻白叶枯病的防效和促生作用

【目的】水稻白叶枯病是水稻的主要细菌性病害之一,严重影响水稻生产。本研究获得一株有效防治水稻白叶枯病的放线菌菌株,探索其对白叶枯病的防效和促进水稻生长的作用,为生防菌的开发利用提供科学依据。【方法】利用梯度稀释涂布法、共培养法和牛津杯法筛选拮抗水稻白叶枯病菌(Xanthomonasoryzaepv.oryzae,Xoo)的放线菌菌株;通过形态特征、生理生化反应、16Sr DNA序列和系统发育树分析对其进行分类鉴定;利用共培养法分析目标菌株的抗菌谱;通过96孔板微量稀释法、扫描电子显微镜、微生物粘附碳氢化合物法等探究目标菌株的抑菌作用;通过发酵滤液浸种与菌液喷洒土壤的方法探究其对水稻生长的促进作用;利用盆栽试验探索目标菌株发酵滤液对水稻白叶枯病的防治效果。【结果】从不同生境土壤中分离出140株放线菌菌株,最终筛选得到一株对Xoo具有强拮抗活性的放线菌菌株St-79,其发酵滤液抑菌圈直径为64mm,并鉴定其为硫藤黄链霉菌(Streptomycesthioluteus)。菌株St-79对水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonasoryzaepv.oryzicola)、大豆细菌性斑疹病菌(Xa...     

拮抗细菌Bacillus subtilis B5423-R 抑制水稻纹枯病的阈值群体数量

 在菲律宾国际水稻研究所实验农场田间条件下，通过人工接种Rhizoctonia solani,采用不同的方法(喷雾次数、间隔期)喷雾B5423-R（B5423的标记菌株，为利福平Rifampicin抗性的突变体），在接种1 d后，采用2 d喷1次、连续3～4次喷雾的方法，使B5423 R在稻株上的群体数量在6～7 d内维持在1×10[sup]6[/sup]cfu/g以上，在25 d内显著地降低相对病斑高率；而采用5 d喷1次、连续3～4次喷雾的方法，B5423-R在稻株上的群体数量在15 d内维持在1×10[sup]5[/sup]～106cfu/g，在25 d内相对病斑高率未能显著降低。表明在纹枯病侵染早期的6～7 d内，在稻株上B5423 R维持在1×10[sup]6[/sup]cfu/g以上是抑制纹枯病的阈值群体数量。     

一个主栽粳稻品种的不同种植方式与稻纹枯病拮抗细菌的消长及种类的关系

 以晚粳品种丙96-42为试材对杭州临平镇条播、撒播和移栽方式下水稻纹枯病拮抗细菌的群体变化及种类进行了研究，从水稻不同生育期采集叶片、叶鞘和谷粒样本810份，获得细菌菌株7193个。结果显示，在每种种植方式下，稻株上的拮抗细菌数量都是叶鞘中最多，谷粒中最少。3种种植方式下水稻纹枯病拮抗细菌的群体数量基本上是随着稻株成熟而逐渐下降，在水稻6个生育期中，拮抗细菌出现的高峰因不同种植方式而有所差异。条播稻上拮抗细菌占细菌总量的比率从苗期到蜡熟期维持在3.6%～4.8%，各生育期之间无显著差异，但撒播和移栽稻上拮抗细菌所占的比率因不同生育期而有所不同。从539份纹枯病拮抗细菌中鉴定出8个属的14个种，不同种植方式与水稻纹枯病拮抗细菌的种类无明显差异。     

禾长蠕孢菌及其代谢产物Ophiobolin A防治水稻纹枯病

 为充分利用已有杂草生防菌菌种资源，进行了稗草生防菌禾长蠕孢菌(Helminthosporium gramineum Rabenh f. sp.echinochloae，HGE）防治水稻纹枯病的初步研究。菌落对峙实验结果表明HGE对纹枯病菌菌丝生长有较强的抑制作用。HGE菌株的发酵液对纹枯病菌的生长有较强的抑制活性，稀释5倍的发酵液24 h的抑菌率为84.1％。发酵液及菌丝的乙酸乙酯提取粗毒素在200 μg/mL浓度下100％抑制纹枯病菌的生长。从粗毒素中分离纯化的有很强抑菌活性的化合物经过NMR及MS波谱分析鉴定为Ophiobolin A。Ophiobolin A在25 μg/mL浓度下即100％抑制纹枯病菌的生长，浓度1 μg/mL时的抑菌率为70.2%。实验结果显示HGE菌及其代谢物Ophiobolin A具有开发成水稻纹枯病生物杀菌剂的潜力。     

水稻富含半胱氨酸类受体激酶家族基因对纹枯病菌和植物激素的响应特征分析

【目的】明确水稻富含半胱氨酸类受体激酶（Cysteine-rich receptor-like kinases,CRK）家族基因对纹枯病菌侵染和植物激素的响应特征,是解析CRK在水稻纹枯病抗性中的功能的重要前期工作。【方法】利用生物信息学方法构建了水稻45个CRK的系统发育树,并利用qPCR分析了它们对纹枯病菌和对植物激素乙烯（Ethylene,ET）、茉莉酸（Jasmonic acid,JA）、水杨酸（Salicylic acid,SA）和细胞分裂素（Cytokinin,CK）等的响应特征,以及在水稻不同组织中的表达模式。【结果】水稻CRK家族可分为4个组,在染色体上成簇或紧密分布的CRK大部分来自同一组或同一分支。41个CRK响应纹枯病菌侵染,其中17个响应强烈;结合组织表达模式,发现这17个CRK基因中,CRK15、CRK23、CRK24、CRK26、CRK27、CRK28、CRK29、CRK30、CRK31和CRK33等10个基因在叶鞘和叶片中表达较强,暗示这些基因可能参与了对纹枯病的抗性;大部分同一分支的两个同源性较高的CRK对纹枯病菌的响应特征类似, 表明这些CRK基因在调控纹枯病抗性上可能存在功能冗余。40个CRK对3种或4种植物激素均有响应,它们对不同激素的响应存在差异性,说明CRK可能广泛参与这些激素介导的防御信号途径;对JA和SA响应相反的有17个,对JA和SA、ET和JA、ET和SA响应类似的分别有21、21、23个。这不仅反映了ET、JA、SA信号途径间的协同和拮抗作用,也说明这些基因可能参与ET、JA和SA间的交互作用。【结论】鉴定到一些可能参与调控水稻纹枯病抗性的CRK基因,且它们可能在植物激素介导的防御途径中起作用。这为我们进一步探索CRK在调控水稻纹枯病抗性上的功能提供了科学线索。     

Extracellular Antimicrobial Substances Produced by Bacillus subtilis JN005 and Its Control Efficacy on Rice Leaf Blast

【Objective】The purpose of this research is to assay stability, biological activity and efficacy of the extracellular antimicrobial substances produced by Bacillus subtilis JN005 against Magnaporthe oryzae. 【Method】The antimicrobial substances produced by B. subtilis JN005 was tested using different media. The activity of extracellular antimicrobial substances of JN005 strain against M. oryzae and its efficacy on rice leaf blast were measured by dural culture, optical microscope observation, indoor detached-leaf inoculation and live inoculation.【Result】B. subtilis JN005 secreted protease, cellulase, amylase and β-1,3-glucanase and its extracellular antimicrobial substances showed inhibition activity against M. oryzae. The extracellular antimicrobial substances were stable in a wide range of pH values from 2 to 12 and at temperatures from 0℃ to 100℃. The antifungal activity was retained after treatment with proteinase K. The extracellular antimicrobial substance kept its activity even it was irradiated for 12 h under ultraviolet light or exposed to 4℃ for 3 months. The extracellular antimicrobial substances caused distortion of hyphae of M. oryzae, and hindered the germination of conidia. Indoor detached leaves inoculation of Xiangwanxian 12 showed that disease incidence was 34.07% as rice leaves were treated with 100-fold dilution of the extracellular antimicrobial substances, followed by inoculation with conidia suspension of M. oryzae (after 24 h). The control efficacy was close to that of 500 times-diluted 40% isoprothiolane EC. The disease incidence was 38.52% as rice leaves were inoculated with conidia suspension of M. oryzae and treated with 100-fold dilution of the extracellular antimicrobial substances after 24 h, significantly different from 1500 times-diluted 75% tricyclazole WP and 500 times-diluted 40% isoprothiolane EC. The potted plant experiment showed that efficacy was 75.32% as rice was inoculated with conidia suspension of M. oryzae followed by spraying 100-fold dilution of the extracellular antimicrobial substances before 24 h. The efficacy was 71.49% as rice was inoculated with conidia suspension of M. oryzae and followed by spraying of 100-fold dilution of the extracellular antimicrobial substances after 24 h.【Conclusion】The extracellular antimicrobial substances produced by JN005 strain directly inhibited mycelial growth and conidia germination of M. oryzae and it has good environmental stability. The extracellular antimicrobial substances have better preventative efficacy and therapeutic efficacy on rice blast and should be further investigated and developed as such.