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多功能菌剂的组合效应研究及其抑菌物质的特性和分离

陶晶

  棉花和加工番茄是新疆重要的经济作物,针对早春气温变化大、苗期烂根病发病重和单一菌株生防效果不稳定等问题,开展了多功能细菌组合的筛选及其效应研究。研究结果如下: 根据菌株生长特性、相互间拮抗和组合抑菌活性等试验结果,筛选了23个抑菌活性优于单一芽孢杆菌的组合,发现芽孢杆菌组合BCL-8具有显著的抗病促生效果。室内促生试验表明:组合BCL-8可促进加工番茄发芽和苗期生长,发芽率可提高10%,使苗期株高、鲜重和干重分别增加66.58%、176.19%和143.75%。在温室和田间条件下,组合BCL-8对加工番茄立枯病的防治效果分别达40.08%和55.42%。对构成组合BCL-8的3株芽孢杆菌SL-13、SL-14和SL-44进行了常规生理生化特征和16S rDNA的分析,结果表明SL-13、SL-14和SL-44均为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),Genbank登录号分别为:FJ788426,FJ788427和FJ788428。 通过研究BCL-8发酵后各组分的抑菌活性,确定了盐析粗提物为该组合的主要抑菌物质,并初步确定为蛋白类物质。BCL-8抑菌粗蛋白理化性质研究表明,该抑菌蛋白热稳定性好,在120℃处理30min后仍保持较高的抑菌活性;活性pH范围在4.0~10.0之间;能耐受乙醇、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、乙腈、石油醚、氯仿多种有机溶剂,且稳定性好;紫外线照射不影响其抑菌活性;对蛋白酶K作用不敏感;粗蛋白能有效抑制Rhizoctonia solani Kuhn、Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici、Phytophthora capsici、Sclerotinia sclerotiorum、Acidovorax avenae sub sp. citrulli、Alternaria solani Sorauer等多种病原菌。 枯草芽孢杆菌SL-13,SL-14和SL-44的无菌发酵液可分别通过30%-60%硫酸铵、40%-100%硫酸铵和30%-50%硫酸铵盐析沉淀获得活性粗蛋白。经DEAE -Sepharose Fast Flow离子交换层析、Sephadex G-75凝胶过滤和二次离子交换层析后,从菌株SL-13、SL-14和SL-44的活性粗蛋白中分别获得一个活性峰,经检测其蛋白含量分别为0.0052 mg/mL、0.0087 mg/mL和0.0021 mg/mL,蛋白回收率分别为6.1%、8.7%和4.2%,纯化倍数分别为60.1、56.7和75.1,经SDS-PAGE电泳分析其分子量大小分别为30kD,24kD和17.8kD。 通过对菌株SL-13,SL-14和SL-44抑菌物质基本性质的检测和含有几丁质和酪蛋白的平板实验发现SL-13菌株的抑菌蛋白具有较高的几丁质酶活性。在合成培养基条件下研究了菌体生长、抑菌活性以及几丁质酶活性三者的关系,发现抑菌活性与几丁质酶活性成正相关,说明几丁质酶是枯草芽孢杆菌SL-13产生的主要抑菌物质。使用纯化的几丁质酶处理立枯丝核菌能够水解破坏立枯丝核菌,使菌丝断裂,内溶物泄露,具有抑菌杀菌的作用;SL-13产几丁质酶的最适反应温度为50℃;在pH3~9的范围内都具有良好的活性,酶与底物反应的最适pH为7.0。 将抗病促生芽孢杆菌和缓解盐胁迫促生细菌进行组合筛选,根据体外抑菌活性初筛、盆栽和小区试验,筛选出组合多功能菌剂BCL-8+Rs-5,该菌剂在盆栽和小区条件下对棉花立枯病的防效分别达54.41%和51.06%,在盐胁迫条件下使棉苗干重提高了40.85%,具有显著的抗病促生和缓解盐胁迫效能。多功能菌剂的大田试验结果表明,菌剂包衣处理对棉花苗期立枯病的防治效果达16.24%,滴灌处理对棉花苗期生长有明显的促进作用,增产率可达10.51%;菌剂滴灌处理对加工番茄苗期立枯病的防治效果达26.34%,使开花数提高30.31%,结果数提高29.07%,增产率为5.04%。 经多功能菌剂处理后,棉花和加工番茄植株根部的抗性酶类(POD,PPO,PAL,SOD和CAT)活性均有不同程度的提高,即多功能菌剂能诱导棉花和加工番茄产生系统抗病性。多功能菌剂对作物根际土壤可培养微生物组成和数量的影响不同,滴灌处理可有效提高土壤中细菌和放线菌数量,减少真菌数量,符合健康土壤的微生态分布趋势。土壤细菌16S-rDNA DGGE指纹分析与平板计数分离方法得到的结果一致。……   
[关键词]:芽孢杆菌;抑菌物质;分离;多功能菌剂;生物防治
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:石河子大学2009年