吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007的发酵条件及其对杨树溃疡病的防治效果

本文研究了拮抗细菌吡咯伯克霍尔德氏菌Burkholderia pyrrocinia菌株JK-SH007产抗菌物质的最佳发酵条件及其对杨树溃疡病的野外防治效果。结果表明,牛肉膏、蛋白胨是发酵培养基中最佳营养物质,有利于菌株JK-SH007抗菌物质的产生;培养基初始pH、培养时间、温度、培养体积、不同牛肉膏、蛋白胨组合等对菌株生长及其抗菌物质的产生有明显的影响,初始pH7、牛肉膏2g、蛋白胨20g、以1/2装液量装液、30℃振荡培养36h可获得较高产量的胞外分泌型抗菌物质;菌株JK-SH007的发酵液对杨树溃疡病的野外防效可达40.54%。     

小麦全蚀病生防细菌的筛选和鉴定

为获得对小麦全蚀病菌有良好拮抗效果的生防菌株,分别从河南省商丘市及驻马店市小麦全蚀病发生田块中采集小麦根际土样,采用稀释平板涂布法共分离到1051株细菌,通过与全蚀病菌G1037菌株进行平板对峙筛选,最终获得9株具有明显拮抗效果且生长状况良好的菌株。16S rDNA序列比对及生理生化性状分析结果表明：菌株P155、P154、P16及P147为荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens,菌株P188和P97为恶臭假单胞菌Pseudomonas putida,菌株LY3为产酶溶杆菌Lysobacter enzymogenes,菌株S38为嗜根寡养单胞菌Stenotrophomonas rhizophila,菌株B20为洋葱伯克霍尔德Burkholderia cepacia。产抗生素相关基因的检测结果发现,菌株P147含吩嗪和硝吡咯菌素合成基因,菌株B20含硝吡咯菌素合成基因。除B20、LY3、S38和P147外,其余菌株均可产生嗜铁素。9株细菌都产蛋白酶。除P97、B20和S38外,其余菌株均可产脂肽类物质。盆栽试验结果表明,9株生防菌对小麦全蚀病都具有较好的防治效果,菌株P155和P154的防治效果最好,相对防效分别为67.11%和63.82%,略高于3%的苯醚甲环唑种衣剂的防治效果。研究结果表明这些细菌具有作为小麦全蚀病生防菌的潜力。     

拟康宁木霉Tk1的分离鉴定、拮抗作用及其生物学特性

为了分离利用高效植物病害生物防治菌株，从广东药用植物金丝皇菊根部分离获得一株木霉菌株Tk1。经过形态观察、rDNA-ITS和EF-1α序列分析明确其为拟康宁木霉Trichoderma koningiopsis。用平板对峙培养法测定，该菌株对金丝皇菊枯萎病菌（尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum）和柑橘炭疽病菌（胶胞炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides）的抑制率分别为68.5%和77.1%，且在后期能完全覆盖或部分覆盖病原真菌。其无菌发酵液对金丝皇菊枯萎病菌的抑制率为45.55%。该菌株营养生长和产孢的最适碳源分别为乳糖和葡萄糖，最适氮源是酵母膏；在pH 4~11的培养基上均可生长、产孢，最适pH为7；12 h交替光照条件下菌丝的生长速度最快，全光照条件下产孢数量最大；该菌株的致死温度为73℃处理10 min。     

贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis YL2021嗜铁素合成基因dhbC的功能研究

贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis YL2021是一株对多种病原细菌均有良好防治效果的生防菌,基因组中含有完整的儿茶酚型（2,3-Dihydroxybenzoate,DHB）嗜铁素合成基因簇。为了探明贝莱斯芽胞杆菌YL2021嗜铁素的功能,本研究以嗜铁素合成基因dhbC为对象,构建重组质粒pMD19-dhbc（cm）,利用同源重组技术获得突变株ΔdhbC。生防相关性状研究结果表明,与野生型菌株YL2021相比,突变株ΔdhbC泳动能力和生物膜形成能力明显下降,但是群集运动能力未发生改变。在营养丰富的LB培养基中,野生型菌株YL2021和突变株ΔdhbC均不产生嗜铁素,生长能力未发生改变,室内抑菌能力相当;但在缺铁M9培养基中,野生型菌株YL2021能产生儿茶酚型嗜铁素,生长缓慢,对供试细菌有较强的抑菌作用,突变株ΔdhbC不能产生嗜铁素,生长能力明显下降,完全丧失抑菌能力。本文结果表明,缺铁条件下,dhbC基因是贝莱斯芽胞杆菌YL2021嗜铁素生物合成的关键基因,嗜铁素是菌株YL2021发挥生防作用的重要抑菌物质。     

洋葱伯克霍尔德氏菌JX-1防治番茄青枯病机理的初步分析

本研究分离得到一株对茄科雷尔氏菌Ralstonia solanacearum具有明显拮抗作用的根围细菌JX-1，其温室防治番茄青枯病的防效达80.89%。形态学、生理生化、16S rDNA序列和gyrB序列分析表明，该菌株属于洋葱伯克霍尔德氏菌Burkholderia cepacia。生防相关性状分析表明，菌株JX-1可产生嗜铁素、蛋白酶等抗菌物质。抗生素合成相关基因分析发现，菌株JX-1还可能产生硝吡咯菌素和藤黄绿脓菌素。转座子随机突变获得2株明显影响菌株JX-1拮抗能力的突变菌株，其中突变体M1710对茄科雷尔氏菌拮抗作用完全消失，序列分析表明Tn5破坏了与非核糖体寡肽产生相关基因tlpks/nrps；而突变体M645则对茄科雷尔氏菌的拮抗作用显著增强，序列分析表明Tn5破坏了gntR基因。上述结果表明，菌株JX-1可产生多种次生代谢产物，并且tlpks/nrps基因和gntR基因在防治番茄青枯病过程中起到重要调整作用。     

sacB介导的绿针假单胞菌YL-1遗传操作方法

绿针假单胞菌Pseudomonas chlororaphis YL-1是从大豆根围分离获得的，对多种病原细菌和病原真菌有较强抑制作用。为了探明绿针假单胞菌YL-1生防相关基因的功能，本研究以嗜铁素转录调控因子PvdS编码基因为对象，建立了一套基于负选择标记基因sacB的绿针假单胞菌无标记基因敲除技术，构建重组质粒pEX18-pvdS，通过改良的细菌接合转移技术将重组质粒导入野生型菌株YL-1中，利用同源重组技术获得缺失突变株ΔpvdS。生防相关性状研究结果表明，与野生型菌株YL-1相比，突变株ΔpvdS泳动能力和生长能力未发生改变，但是群集运动能力显著下降。同时突变株ΔpvdS合成嗜铁素的能力也显著下降，pvdS基因互补后突变株能恢复合成嗜铁素的功能。本文结果表明，已成功建立了适用于YL-1的基因定向敲除技术和功能基因互补体系，为深入研究YL-1的生防机制奠定了重要基础。     

群体感应信号物质对吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007在杨树内定殖的影响

为了明确杨树溃疡病生防菌吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007的群体感应系统是否与其内生定殖相关，本文通过群体感应指示菌紫色杆菌CV026和液相色谱串联四级杆飞行时间质谱技术（HPLC-Q-TOF-MS）确定其群体感应信号物质种类，并利用结晶紫染色、菌体回收、GFP标记等技术，研究其群体感应信号物质对该菌株生物膜及在杨树苗内的定殖能力的影响。结果表明，菌株JK-SH007产生的群体感应信号物质为含8个碳原子酰基侧链的辛酰基-L-高丝氨酸内酯（C₈-HSL）。群体感应信号物质C₈-HSL的添加对该菌株生物膜及在杨树苗内的定殖能力有影响，并且呈现低浓度促进，较高浓度抑制的规律。C₈-HSL的添加与菌株JK-SH007生物膜的OD值和菌体量具有显著相关性，相关系数分别为0.923和0.756。当添加1.0% C₈-HSL终浓度达到5×10^{-8 g/L}时，菌株JK-SH007生物膜的形成量达到峰值。荧光显微镜镜检发现，当添加100 μL C₈-HSL时，杨树组培苗根和茎中GFP荧光标记的菌株JK-SH007的定殖数量明显较CK多。菌株JK-SH007的群体感应与其在杨树内的内生定殖能力密切相关，群体感应信号物质C₈-HSL具有增强菌株JK-SH007内生定殖的能力，同时也表明该物质有利于该菌株生防效果的发挥。     

不同碳氮源对枯草芽胞杆菌BAB-1产抗菌脂肽的影响

枯草芽胞杆菌BAB-1是一株对设施蔬菜气传病害具有较好防治效果的生防菌,前期研究表明脂肽类抗生素是其产生的主要抑菌物质之一。为提高菌株BAB-1脂肽类抗菌物质的产量,本研究通过快速蛋白液相层析（Fast protein liquid chromatography,FPLC）分析了5种碳源及5种氮源对菌株BAB-1脂肽类抗菌物质产量的影响,进一步采用溶血圈试验及排油圈法测定粗脂肽的性质。结果表明,熊果苷是BAB-1菌株产生surfactin的最佳碳源,其surfactin产量分别是葡萄糖、D-木糖、D-核糖及L-阿拉伯糖的2.95、7.01、4.26及5.60倍,此时菌株BAB-1粗脂肽的溶血活性与排油能力最强;熊果苷与葡萄糖利于该菌株产生fengycin,二者的fengycin产量没有显著差异,但显著高于D-木糖、D-核糖及L-阿拉伯糖。L-天冬酰胺与L-谷氨酸钠是菌株BAB-1产生抗菌脂肽的良好氮源,二者的surfactin与fengycin产量没有显著差异,但显著高于L-半胱氨酸、L-脯氨酸及L-谷氨酰胺,以这2种物质为氮源时菌株BAB-1粗脂肽的溶血活性与排油能力均较强。通过RT-qPCR技术分析了不同碳源对surfactin合成酶基因srfAA表达的影响结果表明,以熊果苷为碳源时,菌株BAB-1中srfAA基因的表达量相比葡萄糖提高了2.9倍。上述结果为菌株BAB-1产抗菌脂肽类物质发酵工艺的优化及其工业化生产提供了一定的理论支持。     

金龟子绿僵菌CQMa117的营养要求与培养特性初探

金龟子绿僵菌大孢变种Metarhizium anisopliae var.major菌株CQMa117是新分离到的一株对天牛有良好杀虫活性的绿僵菌菌株。通过单因素试验,测试不同温度、pH、碳源、氮源及无机盐类对CQMa117菌株生长和产孢的影响,确定了蔗糖、葡萄糖、可溶淀粉、蛋白胨、尿素、硫酸铵以及Cu^2＋、K^＋、Ca^2＋是菌落生长和产孢的最适碳源、氮源和无机盐类;培养基初始pH6.0、培养温度25℃是菌株的最适产孢条件。通过碳源、氮源及无机盐3个较优水平的正交试验,确定菌株最适合的产孢固体培养基为：1000ml固体培养基中加入10.0g蔗糖、2.5g尿素、5.0g酵母膏和0.001%Cu^2＋,可使CQMa117菌株产孢量比基础培养基增加30.2%。     

大丽轮枝菌拮抗细菌枯草芽孢杆菌12-34菌株发酵产抗菌蛋白的条件优化

采用单因素试验及正交试验结合的方法,优化大丽轮枝菌拮抗细菌枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）12-34菌株产抗菌蛋白的发酵条件。通过单因素试验和正交试验,确定了B. subtilis 12-34菌株产抗菌蛋白的适宜碳源、氮源和无机离子,优化了培养基的组成;并对B. subtilis 12-34菌株产抗菌蛋白的发酵时间、装瓶量、接种量、培养基初始pH、摇床转速和发酵温度进行了优化。结果显示,B. subtilis 12-34菌株产抗菌蛋白的最佳培养基组成为玉米粉5%,牛肉浸膏3%,CaCl 2 0.10%,KCl 0.05%;B. subtilis 12-34菌株产抗菌蛋白的最佳发酵条件为培养基初始pH9.0,种子液按10%接种量接种至50 mL/250 mL三角瓶中,200 r/min,37 ℃培养48 h。优化后表征抑菌蛋白产量的抑菌圈直径增大了115.5%。     

拜赖青霉菌株47M-1的培养条件优化及其对芝麻枯萎病的防治效果

拜赖青霉Penicillium bilaiae 47M-1是具备广谱抑菌活性和促生能力的高效生防菌株,但其生物学特性、最佳培养条件及对芝麻病害的防治效果尚未见系统研究。本研究旨在明确拜赖青霉47M-1的生物学特性、最佳培养条件及病害防治效果。在明确菌株47M-1生物学特性的基础上,以芝麻枯萎病病原尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum为靶标菌,通过单因素试验确定菌株47M-1的最佳培养条件,通过盆栽试验测定菌株的防病效果。试验结果表明,菌株47M-1在25℃～28℃,pH 5.0～7.0,光周期中0～16 h光照的条件下菌丝生长最快;在25℃～28℃,pH 3.0～10.0,光周期中8 h光照的条件下产孢量最大,该菌分生孢子的致死温度为60℃。菌株47M-1最佳产抑菌活性物质的培养液配方为：蔗糖30 g,酵母粉/牛肉膏/蛋白胨5 g,KCl 0.5 g,MgSO₄·7H₂O 0.5 g,FeSO₄·7H₂O 0.01 g,蒸馏水1000 mL。将菌株47M-1的孢子悬浮液按2%或3%接种至pH 7.0的75～125 mL优化后的培养液中,在25℃～27℃的恒温摇床上培养5 d时,其发酵液抑菌活性最强。盆栽试验结果表明,菌株47M-1的孢子悬浮液及其发酵滤液10倍稀释液对芝麻枯萎病的防治效果均在70%以上。拜赖青霉47M-1是具备良好防治效果的潜力生防菌,明确其生物学特性、最佳培养条件及病害防治效果,为该菌株抑菌活性物质的研究、菌剂生产和田间应用奠定了基础。     

棘孢木霉菌鉴定及其对花生白绢病生防机制的研究

为了利用生防菌有效防控花生白绢病Sclerotium rolfsii,本研究采用稀释培养法从花生根际土中分离木霉菌,采用平板对峙法和盆栽试验筛选对花生白绢病具有高效生防效果的菌株并测定其生防机制,通过形态学、分子生物学技术和环境因子对发育的影响确定生防菌株的分类地位及生物学特性。结果表明,从分离的132株木霉菌中筛选出1株对齐整小核菌S. rolfsii 具有高效抑菌效果的菌株GH-20,抑菌率达89.93%,将其鉴定为棘孢木霉菌Trichoderma asperellum。对峙培养时,菌株GH-20对齐整小核菌的拮抗指数达Ⅰ级,当其菌落覆盖病原菌菌落后,其菌丝缠绕和侵入病原菌菌丝,并使病原菌菌丝体逐渐消解、减少,导致病原菌不能产生菌核;菌株GH-20产生的挥发性代谢产物（volatile gas,VOG）和非挥发性代谢产物（non-VOG）对病原菌的抑菌率分别为59.95%和79.49%。盆栽试验结果表明,同时接种菌株GH-20和齐整小核菌对花生白绢病生防效果最好,为79.64%。另外,该菌株具有在以果糖为碳源,以酵母膏为氮源和pH 7的条件下生长发育较好,光照有利于生长而光暗交替有利于孢子形成等生物学特性。生防机制研究结果显示,棘孢木霉菌GH-20主要通过竞争、重寄生作用和产生拮抗物质抑制和消解齐整小核菌,从而起到防病效果。     

生防菌株LB-1培养液对黄瓜的抑病促生作用

 LB-1为新筛选的生防近缘毛壳(Chaetomium subaffine)菌株。为明确LB-1培养液的抑病促生效果,本研究以黄瓜为供试植物,分别采用灌根和叶面喷施的方式,测定了LB-1培养液对黄瓜枯萎病和黄瓜白粉病的抑制效果;通过种子萌发、盆栽苗和生化检测试验,分析了LB-1培养液对黄瓜的促生作用。结果发现,LB-1培养液对黄瓜枯萎病抑制作用效果甚微,但对黄瓜白粉病生防效果明显,黄瓜叶片接菌24 h后叶面喷施LB-1培养液对白粉病的防效高达48.86%。LB-1培养液浸润催芽处理24 h的黄瓜种子萌发率和根长均显著高于对照(P=0.05),且LB-1培养液浸种、灌根、叶面喷施处理均能促进黄瓜幼苗的生长发育。LB-1没有产嗜铁素、产氢氰酸、固氮和溶磷能力,但能够产生吲哚乙酸(Indoleacetic acid,IAA)。表明生防菌株LB-1培养液能有效抑制黄瓜白粉病的发生,促进黄瓜种子萌发和植株生长,而且其促生作用可能通过产生IAA来实现。     

生防菌株LB-1培养液对黄瓜的抑病促生作用

 LB-1为新筛选的生防近缘毛壳(Chaetomium subaffine)菌株。为明确LB-1培养液的抑病促生效果,本研究以黄瓜为供试植物,分别采用灌根和叶面喷施的方式,测定了LB-1培养液对黄瓜枯萎病和黄瓜白粉病的抑制效果;通过种子萌发、盆栽苗和生化检测试验,分析了LB-1培养液对黄瓜的促生作用。结果发现,LB-1培养液对黄瓜枯萎病抑制作用效果甚微,但对黄瓜白粉病生防效果明显,黄瓜叶片接菌24 h后叶面喷施LB-1培养液对白粉病的防效高达48.86%。LB-1培养液浸润催芽处理24 h的黄瓜种子萌发率和根长均显著高于对照(P=0.05),且LB-1培养液浸种、灌根、叶面喷施处理均能促进黄瓜幼苗的生长发育。LB-1没有产嗜铁素、产氢氰酸、固氮和溶磷能力,但能够产生吲哚乙酸(Indoleacetic acid,IAA)。表明生防菌株LB-1培养液能有效抑制黄瓜白粉病的发生,促进黄瓜种子萌发和植株生长,而且其促生作用可能通过产生IAA来实现。     

葡萄霜霉病生防菌甲基营养型芽胞杆菌T3的鉴定及其防治效果

为了获得对葡萄霜霉病具有拮抗效果的生防菌株,本研究通过平板稀释法从葡萄园土壤中分离细菌,采用离体叶片混合点样法筛选拮抗菌,并进行了田间防效试验。根据菌株的形态学及16S rDNA序列分析对其进行鉴定,并检测了菌株T3的代谢产物。在分离获得的31株细菌中,菌株T1-2和T3发酵液对葡萄霜霉病菌的室内抑制率与对照枯草芽胞杆菌CN181一致,均为100%;2次田间试验均表明,在7 d时,清水对照的病情指数增加值平均为44.3,菌株T3发酵液的病病情指数增加值平均为21.0,对葡萄霜霉病的相对防治效果为52.4%,与菌株CN181发酵液无显著差异。经鉴定,菌株T3为甲基营养型芽胞杆菌Bacillus methylotrophicus,且该菌株在代谢过程中可产生蛋白酶、纤维素酶和嗜铁素等抑菌物质。研究结果表明,菌株T3对葡萄霜霉病菌具有强烈的抑制作用,并对葡萄霜霉病具有较好的防治效果。     

直丝紫链霉菌A8发酵条件优化、活性成分初步分析及对水稻纹枯病的防效研究

为了获得直丝紫链霉菌Streptomyces rectiviolaceus A8最佳发酵水平，并初步确定其代谢生物活性物质以及对水稻纹枯病的防控效果。本研究通过碳、氮单因素试验，正交试验和发酵条件的优化，确定其最佳的发酵条件；通过气相色谱-质谱技术（GC-MS）对菌株A8产生的活性物质进行初步检测，将鉴定出的不同组分以立枯丝核菌Rhizoctonia solani和蜡状芽胞杆菌Bacillus cereus作为指示菌进行生物活性测定试验；同时在大田开展菌株A8对水稻纹枯病的生防效果研究。结果显示菌株A8的最佳发酵配方为：可溶性淀粉3%，黄豆粉0.6%，酵母膏0.4%，NaCl 0.05%，K₂HPO₄·3H₂O 0.05%，MgSO₄·7H₂O 0.05%，FeSO₄·7H₂O 0.001%；最佳发酵条件：装液量100～200 mL/500 mL，接种量3%～7%，培养温度28℃～31℃，初始pH 7.0～8.0；通过气相色谱-质谱联用技术对菌株A8发酵液粗提物进行了分离和鉴定，共鉴定出26个化合物，其中3-甲基-1，2-环戊二酮、1，2，4，5-四甲基苯和二氢-3-亚甲基-2，5-呋喃二酮对立枯丝核菌的抑菌率达到70%以上，二氢-3-亚甲基-2，5-呋喃二酮、2-呋喃羧酸，酰肼、邻苯二酚和3-甲基-1，2-环戊二酮对蜡状芽胞杆菌的抑菌作用较强，该放线菌具有潜在的同时抑制真菌和细菌的作用，对开发广谱生防制剂提供很好的材料。田间防效试验结果表明，菌株A8对水稻纹枯病有一定的防效，防治效果与枯草芽胞杆菌BT205相当。     

青枯菌无致病力菌株FJAT-1458与强致病力株FJAT-91的竞争生长作用

为了明确青枯菌无致病力菌株FJAT-1458的生防竞争机制，本研究采用体外共培养方法研究了碳源、氮源和培养时间对菌株FJAT-1458和青枯菌强致病力菌株FJAT-91竞争生长的影响；同时，研究了菌株FJAT-1458和FJAT-91在番茄植株体内的竞争生长。结果表明，碳源含量低于20%时，菌株FJAT-1458不能生长，而菌株FJAT-91可生长；无氮源条件下，FJAT-1458和FJAT-91均不能生长；碳源和氮源含量达100%时，FJAT-1458的菌体浓度（2.16×10⁹ cfu/mL）显著低于FJAT-91的菌体浓度（3.24×10⁹ cfu/mL）。混合培养24 h前，FJAT-1458生长量大于FJAT-91，24 h后则相反。在单独接种或混合接种5 d后，FJAT-1458和FJAT-91均在番茄植株体内出现最大定殖量，随后迅速减少；FJAT-91在单独接种15 d时，定殖数量为0；两种菌株单独接种的定殖数量均大于混合接种（接种15 d除外）。先接种FJAT-1458，3 d后接种FJAT-91对番茄青枯病的防效（100%）显著高于同时接种FJAT-1458和FJAT-91（74.67%）。本研究表明，在体外无致病力菌株FJAT-1458对碳源和氮源的营养竞争能力弱于强致病力菌株FJAT-91；在体内无致病力菌株FJAT-1458会抑制强致病力菌株FJAT-91的生长；因此，FJAT-1458的生防竞争机制中，营养竞争起非主导作用，而位点竞争可能是主导因素。