黄瓜枯萎病拮抗菌的拮抗促生因子检测及生物效应研究

以黄瓜枯萎病病原菌,尖孢镰刀菌黄瓜专化型(FOC,Fusarium oxysporum f.sp.cucumerinum)为靶标筛选拮抗菌。通过初筛和复筛,获得2株对尖孢镰刀菌黄瓜专化型拮抗效果稳定、拮抗能力较强的细菌QHZ-Yb1和QHZ-Yb2(以下简称,Yb1和Yb2),采用平板对峙法测定其拮抗作用,抑菌带宽度达3.37 mm和3.42 mm,抑菌圈直径2.7 cm,抑菌率分别达到61.9%和62.3%;通过形态学结合生理生化及菌株的16S rDNA序列分析,初步确定这两株菌均为萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus);潜在拮抗促生因子的测定结果表明:菌株Yb1和Yb2具有多种拮抗促生因子,其脂肽类粗提取物的抑菌率分别达到57.4%和58.0%,生长素IAA的分泌量可达1.56 mg·L~(-1)和3.69 mg·L~(-1),溶P量为0.77 mg·L~(-1)和1.19 mg·L~(-1),两个菌株均可产嗜铁素、分泌酪蛋白酶;种子萌发试验结果表明:Yb1和Yb2菌液均可促进黄瓜种子的萌发;菌株生物效应的盆栽试验结果表明:Yb1、Yb2以及Yb1+Yb2菌悬液的处理不仅对黄瓜枯萎病有明显的生防效果,而且可显著增加黄瓜植株的生物量,增加黄瓜植株根际土中细菌和放线菌的数量,减少真菌和尖孢镰刀菌的数量,尤其以Yb1+Yb2菌悬液的处理效果最显著,对黄瓜枯萎病的发病率降低11.11个百分点,植株生物量增加56.7%。结论:菌株Yb1和Yb2具有生防潜力,两菌株配合运用效果更好。     

豌豆不同品种对茄病镰刀菌感病性及对其毒素敏感性之间的相关性

 茄病镰刀菌(Fusarium solani(Mart.) Sacc.)是甘肃中部干旱地区引起豌豆根腐病的主要病原菌。经测定该菌在PSC培养液内培养可产生新茄病镰刀菌烯醇、T₂等毒素。其滤液具有植物毒性效应,与病程密切相关。用10%培养滤液测定17个品种对毒素的敏感性,并用茄病镰刀菌对这些品种进行接种测定其感病性。结果表明:不同品种对茄病镰刀菌感病性及对其毒素敏感性两者之间成正相关,相关系数r=0.9216,经t测验表明;相关系数在p=0.001水平上显著。因此认为,用测定毒素对豌豆胚根抑制率的方法,可作为抗病性鉴定的一种手段。     

百合鳞茎斑点病病原菌鉴定

 1991年在浙江湖州市和杭州市采集得百合(Lilium brownii F. E. Brown var. viridulum Baker)鳞茎有褐色斑点的标本104份,分离出纯菌株108个。鉴定为2个镰刀菌种:Fusarium solani(Mart.)Sacc. 和F. oxysporum Schlecht. F. solani出现频率84.3%,占优势.田间调查和接种试验证明F.solani是百合鳞茎褐色斑点病主要致病菌。在20种植物上接种试验结果表明:F.solani对百合有专化性,因此鉴定其病原菌为茄病镰孢一个新专化型:Fusarium solajni f. sp.lilii Wang.     

一种改进的尖孢镰刀菌的实时荧光定量PCR检测方法

为实现荧光定量PCR对土壤病原真菌数量更为高效、灵敏的检测,本研究将液体培养的孢子悬浮液和长年耕作的水稻土制作成孢子浓度为4×10~1~4×10~6 spore/g的带菌土,采用MoBio PowerSoil@DNA Isolation Kit提取模拟带菌土壤总DNA,引入常规PCR预扩增包含qPCR目标序列的1 446bp片段,以预PCR产物为模板进行qPCR,构建荧光定量PCR标准曲线。研究结果表明:以试剂盒提取的带菌土壤总DNA为模板绘制的qPCR标准曲线相关系数r为0.985,检测下限为4×10~3 spore/g土;引入预PCR后,qPCR标准曲线相关系数r为0.974,检测下限为4×10~2 spore/g土,较未引入时提高了10倍,结合不同土壤病原真菌的特异性引物,该检测方法可为土壤病原真菌的有效定量检测提供技术支撑。     

短密木霉菌RT-PCR检测体系的建立及其在南瓜根际的动态分析

根据短密木霉菌31636 ITS基因序列设计特异性引物TB51F/51R,建立其荧光定量PCR （RT-PCR）检测体系。通过盆栽试验明确短密木霉菌31636对南瓜疫病的防治效果,并采用RT-PCR检测技术监测短密木霉菌31636与辣椒疫霉菌LJ12010805在南瓜根际土中的动态变化。试验结果表明,利用该引物建立的RT-PCR检测体系线性关系良好,灵敏度为0.16 pg/μL,是普通PCR的100倍。采用拌土法接种短密木霉菌31636菌悬液10 mL育苗对南瓜疫病的防效最佳,定植后第15、30 d时防治效果分别为75.63%和46.82%。RT-PCR检测结果显示基质土中短密木霉菌31636呈减-增-减的动态变化规律,15 d时菌量最大,拷贝数为3.44×10⁶copys/μL;于定植后第3、15 d辣椒疫霉菌LJ12010805菌量分别达到最大、最小值,拷贝数分别为2.42×10⁶copys/μL和5.76×10²copys/μL。而对照的辣椒疫霉菌LJ12010805菌量持续增加,监测的第30 d拷贝数最大,为8.42×10⁷copys/μL。     

三唑酮对西瓜根际木霉菌与尖孢镰刀菌竞争定殖的影响

 在尖孢镰刀菌厚垣孢子土中,接种1×10⁶cfu/g土的木霉菌孢子,并加入4~12μg/g土三唑酮。木霉菌加各三唑酮处理的尖孢镰刀菌厚垣孢子在西瓜根际的萌发率低于不加药的木霉菌对照,并与三唑酮剂量成反比;尖孢镰刀菌的根际竞争指数,以及在绝大部分根段根际的种群密度也低于不加药的木霉菌对照;而在上述条件下木霉菌的根际竞争指数以及在某些根段根际的种群密度十分接近或超过不加药的木霉菌对照。本文还讨论了不同木霉菌量和不同尖孢镰刀菌量条件下,三唑酮剂量对木霉菌和病原尖孢镰刀菌在西瓜根际竞争定殖的影响。     

土壤中芸薹根肿菌qPCR检测与风险预警体系的建立与应用

 建立了土壤中芸薹根肿菌荧光定量PCR(qPCR)快速检测及风险预警体系。确定了芸薹根肿菌qPCR检测的特异性引物PbF/PbR,对根肿菌质粒DNA的检测灵敏度为1.612×10^-6 ng·μL^-1,比普通PCR高出1 000倍;对土壤和基质中芸薹根肿菌孢子的最低检测下限均为10 个·g^-1,而土壤和基质带菌的发病阈值分别为100和1 000 个·g^-1,高于该浓度时根肿病发生风险大。本研究建立的芸薹根肿菌qPCR技术体系检测下限远低于发病阈值,可以快速、准确、定量地检测出采自四川绵阳、湖北恩施、江苏无锡、山东青岛、辽宁沈阳、山西运城、内蒙古巴彦淖尔和宁夏固原等8个地区的27份田间土壤中芸薹根肿菌的数量,实现对十字花科根肿病的监测预警,为制定产前病害防控方案提供依据。     

拮抗尖孢镰刀菌的PGPR筛选与抑菌机制的初步研究

自黄瓜根围分离的促生细菌(plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)中筛选获得拮抗尖孢镰刀菌黄瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.cucumerinum,Foc)作用的5株PGPR PR2-1、PS1-3、PS1-5、PS2-6和PS3-2。根据16S r DNA基因序列分析和生理生化特性分析,鉴定该5株分别为Burkholderia cepacia、Bacillus subtilis、Ba.velezensis、Pseudomonas fluorescens和Ba.velezensis。该5株PGPR具有很强的解蛋白活性,溶解率分别为45%、51%、50%、83%和77%;PR2-1、PS1-5和PS3-2具有嗜铁素活性,其溶解率分别为56%、63%和73%。对峙培养中5株PGPR对Foc的抑制率分别为48%、49%、51%、66%和56%,其发酵液的抑菌率分别为47%、52%、50%、67%和54%;FOC菌丝生长受到抑制,发生畸形、溶解、色素积累和内含物凝聚等,并观测到色素沉积量大、颜色深的菌丝易断裂,这是国内外新发现的PGPR抑菌现象。PGPR各菌株1×108cfu/m L发酵液对Foc分生孢子萌发抑制率均高于92%,并且其抑菌能力遗传性较为稳定。PS2-6对F.graminearum,PS3-2对F.acuminatum、F.proliferatum和Verticillium dahliae,PS1-5对Alternaria alternata和Botrytis cinerea的抑制作用最大。PR2-1除了具有很强的抑制真菌作用外,对马铃薯和生姜青枯病病原细菌(Ralstonia solanacearum)也具有显著抑制效果,分别为73%和91%,表明该菌株对病原真菌和细菌具有双抗作用,属首次报道。     

Molecular detection of Fusarium solani f. sp. glycines in soybean roots and soil

A polymerase chain reaction (PCR)-based method was developed to detect DNA of Fusarium solani f. sp. glycines , the cause of soybean sudden death syndrome. Two pairs of primers, Fsg1/Fsg2 designed from the mitochondrial small subunit ribosomal RNA gene, and FsgEF1/FsgEF2 designed from the translation elongation factor 1-α gene, produced PCR products of 438 and 237 bp, respectively. Primer specificity was tested with DNA from 82 F. solani f. sp. glycines , 55 F. solani non-SDS isolates, 43 isolates of 17 soybean fungal pathogens and the oomycete Phytophthora sojae , and soybean. The sensitivity of primer Fsg1/Fsg2 was 10 pg while that of FsgEF1/FsgEF2 was 1 ng when using F. solani f. sp. glycines total genomic DNA or down to 10³ macroconidia g⁻¹ soil. Nested PCR increased the sensitivity of the PCR assay 1000-fold to 10 fg using primers Fsg1/Fsg2, and 1 pg using primers FsgEF1/FsgEF2. F. solani f. sp. glycines DNA was detected in field-grown soybean roots and soil by PCR using either single pairs of primers or the combination of two pairs of primers. The occurrence of F. solani f. sp. glycines was determined using nested PCR for 47 soil samples collected from soybean fields in 20 counties of Illinois in 1999. F. solani f. sp. glycines was detected in soil samples from all five Illinois Agricultural Statistic Districts including 100, 89, 50, 92 and 50% of the samples from East, Central, North-east and West Districts, respectively.     

sfp基因转化增强了Bacillus subtilis 168的定殖能力和对黄瓜茎内枯萎病菌的抑制作用

枯草芽胞杆菌B006是一株防治黄瓜枯萎病的高效菌株,可产生脂肽类抗生素表面活性素surfactin和芬枯草菌素fengycin。为深入了解surfactin在根际的作用,本研究通过同源重组的方法将生防芽胞杆菌B006菌株中编码4'-磷酸泛酰巯基乙胺转移酶Sfp的sfp基因整合到不产生surfactin的模式菌株B.subtilis168(B168)基因组中,获得了重组菌株B168S。重组菌株B168S在1%淀粉平板上不水解淀粉,在5%血平板上产生透明溶血圈;HPLC-ESI-MS检测表明菌株B168S在牛肉膏蛋白胨培养液中培养48 h后可产生surfactin。平板对峙试验表明菌株B168S在黄瓜根分泌物培养基上对Fusarium oxysporum f. sp.cucumerinum(Foc)菌丝生长有一定的抑制作用,抑制率R2/R1为1.22;平板菌落计数法测定表明,将菌悬液(10⁶ cfu/mL)浸泡90 min的黄瓜种子播种于无菌石英砂3 d后,菌株B168S在黄瓜根基部和根尖的定殖量分别为菌株B168的2~3倍和9~10倍;温室盆栽试验表明,黄瓜苗用浓度为106 cfu/mL的B168S和B168菌悬液蘸根后,移栽到接种Foc孢子(10⁵孢子/g)的病土中,移栽后第3周菌株B168S和B168处理的防效分别为21.1%和17.9%;对不同高度黄瓜茎中Foc的组织分离结果表明,菌株B168S处理后Foc在黄瓜茎内蔓延的相对高度低于菌株B168和Foc处理。上述结果进一步明确了surfactin可明显促进芽胞杆菌在黄瓜根部的定殖,并通过抑制枯萎病菌的侵染和在黄瓜茎中的蔓延增强对黄瓜枯萎病的防治效果。     

枯草芽孢杆菌B006对黄瓜枯萎病菌和辣椒疫霉病菌的抑制作用及其抗菌组分分析

枯草芽孢杆菌菌株B006发酵液的甲醇提取物对黄瓜枯萎病菌Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum菌丝的抑制作用大于对辣椒疫霉病菌Phytophthora capsici菌丝的抑制作用;但对P. capsici游动孢子萌发的抑制作用明显大于对黄瓜枯萎病菌孢子萌发的抑制作用,提取物原液在5 min内可使辣椒疫霉的游动孢子全部崩解。提取物经60、90和120℃加热处理10 min后仍保持抑菌活性,其盐酸水解液在TLC层析板显现橙红色斑点,说明提取物具有环肽结构。HPLC-ESI-MS分析可得到m/z为995、1009、1023、1037、1051和1436、1450、1478和1492的质谱峰,与抗菌物质surfactin和fengycin的分子量大小一致。以终浓度为10^6 cfu·g^-1的接种量将B006菌剂施入无菌育苗基质中,在黄瓜和辣椒4～6片叶期时用固相萃取法提取根际的抗菌物质,并进行HPLC-ESI-MS分析,可从根际检测到surfactin和fengycin,但未从对照处理根上检测到脂肽类抗生素。本研究对理解枯草芽孢杆菌在田间状况下的防病机理有一定意义。     

假单胞菌对香蕉枯萎病菌的抑制作用

从已感染香蕉枯萎病的果园中分离到1株对香蕉枯萎病菌（Fusarium oxysporum f.sp.cubense）抑制作用很好的菌种,命名为G1。采用固体和液体培养法从不同角度证实了G1对香蕉枯萎病菌生长的抑制作用。结果表明,G1的发酵液、无菌滤液、挥发性物质、非挥发性代谢产物的平均抑菌率分别为92.5%、27.4%、73.8%、57.7%,可见抑制作用与活菌体有直接关系,其中产生挥发性物质尤其重要。液体培养的病原菌浓度为1.0×107cfu/mL经G1作用10d后,取样镜检发现G1通过抑制病原菌菌丝正常生长以至不能产孢,从而导致菌丝消融;通过吸附在孢子的周围,融解细胞壁,造成原生质泄露致使孢子死亡。     

枯草芽孢杆菌B006产surfactin突变株特性及其对黄瓜枯萎病的抑制能力

为了明确surfactin产量不同的芽孢杆菌对黄瓜枯萎病的控制作用,本研究采用N＋注入诱变共获得1250株芽孢杆菌B006的突变株,通过对黄单孢杆菌的抑菌试验筛选并获得3株产surfactin突变株B841、B73和B1020。对各突变株NB发酵液的HPLC—ESI—MS分析表明：突变株B841和B73的surfactin含量比野生菌株B006分别升高了15．9％和14．8％,而突变株B1020的surfactin含量比野生菌株降低了85．2％;各突变株fengycin产量未发生改变。对surfactin各组分的质谱图解析,发现突变株B841和B1020的surfactin组分发生变化,突变株B841的surfactin组分中无m／z为995的同系物,而突变株B1020的MS图谱中只发现了m／z为1037和1051的surfactin同系物;对突变株的生物学特性测定表明：突变株B73和B1020的菌落形态发生改变,生长周期缩短;3个突变株比野生菌株产芽孢能力下降,突变株B1020在含有玉米粉和豆饼粉的培养基上不产生芽孢。对各菌株添加到育苗基质中（浓度为10^6cfu·g-1）后,防治黄瓜枯萎病的效果测定表明：2周时,突变株B1020防效接近于野生菌株B006,达70％以上;但3周时,防效下降到36．2％;突变株B841防效始终低于野生菌株B006,只有29．1％。本研究发现芽孢杆菌B006及其突变株在NA培养液中的surfactin产量的高低与其在育苗基质中的防病效果无直接的相关性,对其在自然土中的防病效果值得进一步研究。     

农杆菌介导的西瓜枯萎病菌遗传转化

为获得带GFP标记的西瓜枯萎病菌转化株,用于后期观察病原菌侵染过程,采用农杆菌介导的方法,对西瓜枯萎病菌1号生理小种进行了遗传转化。结果表明:共培养时间为36h,枯萎病菌孢子和农杆菌AGL1比例为1∶1时该菌株的遗传转化效率最高,可以达到117.33个转化子/107个孢子。转化株的孢子、菌丝体及萌发的孢子均能发出稳定而强的绿色荧光。转化株的致病力检测显示其致病力与转化前的野生菌株致病力无明显差异。结果表明本研究获得的带GFP标记的西瓜枯萎病菌转化株可用于观察病菌在西瓜根系的侵染过程。     

黄瓜枯萎病菌拮抗菌的筛选、鉴定和防效测定

为获得对黄瓜枯萎病菌Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum(FOC)具有拮抗作用的生防菌株,采用稀释涂布平板和平板生长对峙法从健康黄瓜根际土壤中分离、筛选对FOC具有强拮抗能力的拮抗细菌,并从形态学观察、生理生化特性、全细胞脂肪酸分析及16S rRNA和gyr B基因序列相似性对拮抗能力最强的菌株进行鉴定,同时测定拮抗菌无菌过滤发酵液对FOC菌丝生长、孢子萌发的抑制作用,并评价其发酵液对盆栽和大田黄瓜枯萎病的防治效果。研究结果显示,从健康黄瓜根际土壤中分离获得23株对FOC具有拮抗作用的细菌,其中菌株FJ17-4对FOC抑菌作用最强,鉴定为贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis。FJ17-4抑制FOC引起菌丝畸形、扭曲、膨胀、皱缩、缠绕等异常现象。10%无菌过滤液对FOC菌丝生长和孢子萌发的抑制率分别为70.96%和85.40%。50倍发酵液、菌体悬浮液和无菌过滤液盆栽防治效果分别为70.20%、58.87%和47.80%,大田防治效果分别为69.53%、58.46%和36.12%。综上,FJ17-4能有效抑制FOC,对黄瓜枯萎病具有显...     

甘薯根腐病病原菌粗毒素对甘薯生长的影响

 本文鉴定了茄病镰孢甘薯专化型[Fusarium solani(Mart)Sacc.f.sp. batatas McClure, 简称FSB]引起甘薯胜利百号根腐病以及诱导胜利百号显蕾开花, 并研究了菌株V100-93-06粗毒素对胜利百号组培苗生长的影响。结果表明, 菌株V100-93-06对不同甘薯栽培品种呈现不同的致病性, 其粗毒素能够诱导甘薯出现和病原菌寄生相似的部分症状。粗毒素原液处理胜利百号薯苗2、3、5和9 d, 病情指数分别为0.9、2.8、2.5和3.0, 而10倍稀释浓度的粗毒素处理2、3、5和9 d, 病情指数分别为0、1.5、2.8和2.5。1~1 000倍稀释浓度的粗毒素处理胜利百号组培苗3 h, 就能够诱导出现黄叶, 浓度越高诱导出现黄叶数越多;对基芽和根的影响则表现为抑制基芽和根的生长, 浓度越高基芽和根的数量越少;对根伸长生长的影响表现为1倍稀释浓度粗毒素抑制根的伸长生长, 10~1 000倍稀释浓度都能够促进根的伸长生长。     

黄瓜枯萎病菌毒力、营养体亲和性及ISSR分析

 本研究对来自哈尔滨、长春、沈阳、北京、西宁5个城市的70个尖孢镰刀菌黄瓜专化型菌株进行了毒力、营养体亲和性及ISSR分析。毒力测定结果显示黄瓜枯萎病菌在东农803品种上存在明显的毒力分化。在营养体亲和群的测定中有8个菌株没有产生nit突变体,2个菌株经测定为异核体自身不亲和性菌株,不能进行营养体亲和群的测定;其余60个菌株可分为5个营养体亲和群。利用筛选的7个引物对70个菌株进行了ISSR分子标记,聚类分析可将70个菌株分为3个类群,其中IGⅠ的41个菌株均来自东北三省,IGⅡ的21个菌株均来自北京,IGⅢ的8个菌株全部来自西宁。VCGs和ISSRs与菌株的地理来源及毒力存在一定的相关性。