棉花黄萎病拮抗细菌H14的筛选鉴定及其拮抗机理分析

为筛选对大丽轮枝菌Verticillium dahliae Kleb.具有拮抗活性的根际细菌,以大丽轮枝菌为靶菌,分离获得棉花根际细菌,利用平板对峙法和琼脂扩散法筛选具有较高拮抗活性的菌株,采用室内盆栽法测定筛选所得菌株对棉花黄萎病的防效,并通过形态特征、生理生化特性和16S r DNA基因序列分析确立其分类地位,采用底物降解法和抗菌肽基因克隆法检测其产生水解酶和抗菌肽的能力。结果显示,试验共分离获得182株棉花根际细菌,筛选得到3株对大丽轮枝菌抑菌率大于50.00%且抑菌圈直径大于15 mm的菌株,其中菌株H14的抑菌率和抑菌圈直径最大,分别为54.25%和18.10 mm。该菌能在0～9%NaCl和pH 4.5～9.0的NB培养基上生长;经形态特征观察、生理生化试验及16S rDNA基因序列分析,最终将其鉴定为莫哈韦芽胞杆菌Bacillus mojavensis;菌株H14对大丽轮枝菌孢子萌发的抑制率和对棉花黄萎病的盆栽防效分别为89.55%和74.57%;菌株H14能合成蛋白酶,含有srfAA、fenD、bacA脂肽类抗生素合成基因。表明莫哈韦芽胞杆菌菌株H14能够合成蛋白酶和脂肽类拮抗物质,具有良好的抑菌和防病能力。     

小麦纹枯病拮抗细菌的筛选

 从小麦纹枯病病田土壤中分离到722株细菌,通过对峙培养法筛选出拮抗细菌397株,拮抗菌率为55.0%。细菌对小麦纹枯病病原菌的拮抗作用分为两种类型:其一以竞争作用为主,表现为菌株生长快,抑菌率高但抑菌带较窄,如菌株BNT-25抑菌效果可达100.0%,抑菌带仅为2 mm;其二为抗生物质的产生,表现为菌株生长慢,菌落小,抑菌率高且抑菌带宽,如JJ-5菌株抑菌效果可达94.3%,抑菌带为12 mm。选用18株抑菌作用良好的拮抗细菌在室内测定其防治小麦苗期纹枯病的效果。结果发现,与空白对照相比,有9株拮抗细菌的防治效果达到了极显著水平,有15株拮抗细菌的防治效果达到了显著水平。在极显著水平中菌株NZT-47、MTT-8和DHT-12的防治效果分别为76.45%、64.03%和58.89%,对小麦纹枯病表现了较高的防治效果;菌株HNT-7-16、BDT-94和BNT-28的防治效果分别为43.47%、40.97%和40.97%,具有一定的防治作用。其中NZT-47的防治效果最好。     

小麦纹枯病拮抗细菌的筛选

从小麦纹枯病、健叶鞘上分离到２４０个细菌分离物，通过细菌－纹枯菌对峙培养和含菌平板培养筛选出拮抗力较强的Ｒｂ２、Ｒｂ２６等１１个芽孢杆菌菌株。在对峙培养中，拮抗细菌的抑菌带达１１．５～１６．２ｍｍ，在含细菌培养基中，拮抗细菌产生明显的抑菌透明圈，宽度７．０～１３．０ｍｍ，小麦纹枯菌不能生长甚至死亡。筛选到的Ｒｂ２和Ｒｂ２６的代谢产物对小麦纹枯菌生长和菌核形成均有明显的抑制作用，抑制中浓度分别为２．８％和１．８％，且高温处理对其抑制活性无显著改变，抑制中浓度仍分别达３．０％和２．１％，但对菌核形成的抑制活性有所减弱。Ｒｂ２和Ｒｂ２６菌液浸种对苗期纹枯病的防效分别达到７１．８％和７８．１％，代谢产物浸种的防病效果也达７１．１％和７２．８％。研究认为，Ｒｂ２和Ｒｂ２６对小麦纹枯菌具有良好的拮抗作用，对苗期小麦纹枯病有明显的控制作用     

水稻纹枯病拮抗细菌的筛选与利用

稻种是生防菌的主要来源之一,为在浙江稻区获得对水稻纹枯病具良好防治效果的生防菌,有必要明确该稻区不同栽培方式下稻种拮抗菌的分布及其特性.从3种不同栽培方式的稻种上分离并测定水稻纹枯病拮抗细菌,发现撒播稻稻种上拮抗菌比率显著高于条播和移栽稻.从1000个细菌分离物中筛选出13个拮抗能力强的菌株,经致病性测定发现S270262在水稻植株上产生病斑;对12个非致病拮抗菌进行稻种细菌化、盆栽测定和田间小区试验及Biolog鉴定,结果表明10个拮抗菌对稻苗具促生作用,2个有抑生作用;盆栽和田间防治效果好的菌株为T300363、S300265和S90132,它们分别被鉴定为Salmonella subsp.1 G、Pseudomonas aeruginosa和Pseudomonas spp..     

禾谷丝核菌基因组SSR标记的开发及评价

群体遗传学研究对于了解病原菌的流行、变异及进化规律具有重要意义。但是到目前为止,对小麦纹枯病菌禾谷丝核菌群体遗传结构的了解并不深入,缺乏有效的SSR标记是主要原因。本研究根据禾谷丝核菌全基因组序列进行了微卫星位点搜索并设计SSR引物,通过电泳筛选和测序验证,最终筛选出12个多态性较好且稳定可靠的SSR标记。利用这些标记对收集自我国安徽、江苏、河南三省的23个禾谷丝核菌菌株进行了多态性分析,结果发现禾谷丝核菌基因组中长片段微卫星位点较少。12对引物扩增出的等位基因数平均为6.1个,期望杂合度平均为0.651,观测杂合度平均为0.508,表明这些标记具有较高的多态性,能够满足禾谷丝核菌群体遗传学研究需要。本研究为进一步进行禾谷丝核菌的多样性、群体遗传结构分析及进化学研究提供了有效工具。     

玉米纹枯病拮抗内生细菌的筛选

从玉米成株期根、茎组织中分离获得232株内生细菌,在离体条件下筛选获得20株对玉米纹枯病菌具有显著拮抗作用的内生细菌,其中7株为枯草芽孢杆菌,占拮抗菌株的35%.B20-120、B20-006、B20-122、B21-072、B21-016、B20-070等6株拮抗细菌的发酵液对玉米种子萌发没有影响,进一步对其内生性(以抗利福平120 mg·mL-1为标记)及其对玉米的促生作用和玉米纹枯病的防治效果进行了研究.结果表明,供试6个拮抗菌株对玉米生长没有抑制作用,有的甚至有促进作用,并且能在体内繁殖,具可转移性.拮抗菌株B20-006和B20-120对纹枯病的防治效果最好,菌液浸种处理苗期防治效果分别为67.9%和62.3%,成株期分别为40.2%和39.1%.     

水稻纹枯病拮抗细菌的种群分布及其生物多样性研究

 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。用Biolog微板的方法鉴定了195个细菌菌株的种类。在147个格兰氏阴性菌株中有14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个被测菌株中最为常见的种是Stenotrophomonas maltophilia,Pseudomonas aeruginosa和Pseudomonas pudita,并且上述3个种内具有拮抗性能较强菌株的比例相当高。因此,这3个种的细菌对水稻病害的生物防治很有潜力。用PCR的方法分析上述3个细菌种部分菌株的生物多样性,结果表明:同一属不同种菌株之间的DNA带谱有一定的交叉;不同属之间的DNA带谱的差异明显大于种之间的差异。     

三株拮抗细菌对水仙叶大褐斑病的拮抗机理

平板纸片法和液体混合培养法测定了三株拮抗细菌对水仙叶大褐斑病原菌的拮抗作用，其中菌株CS51和CS121显示出对病原菌的生长有明显抑制作用。试验证实菌株CS121在限铁条件下能产生嗜铁素。平板法和离体叶片法证明含该嗜铁素的培养上清液能有效抑制病原菌菌丝的生长，并能保护叶片减少侵染。遗传双标记回收法证实，菌株CS5、CS51和CS121均能在水仙根系成功定殖，CS5和CS51的定殖能力明显优于CS121。     

人参灰霉病拮抗细菌的筛选及鉴定

为获取对灰葡萄孢Botrytis cinerea Pers.ex Fr.防效优良的菌株,采用滤纸片法和牛津杯法从105株菌株中筛选出7株拮抗性良好的菌株,采用平板对峙法对抑菌效果较好的菌株SZ-35进行抑菌谱测定,采用盆栽法研究其对人参灰霉病的防效及在人参体内的定殖能力,并通过形态学、生理生化特征、16S rDNA及gyrB基因测序确立其分类地位。结果显示,菌株SZ-35对灰葡萄孢的抑制作用最强,抑菌率和抑菌带宽分别为86.53%和12.20 mm,且具有广谱抑菌能力;菌株SZ-35可有效定殖于人参体内,对人参灰霉病的防效达76.42%,显著高于70%代森锰锌可湿性粉剂;通过形态特征、生理生化特征观察,以及16S rDNA及gyrB同源性序列对比分析,鉴定菌株SZ-35为解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens(GenBank登录号为KC511113)。研究表明,解淀粉芽胞杆菌SZ-35对灰葡萄孢具有良好的抑菌能力,且在人参中的定殖能力较好。     

四种拮抗细菌对水稻纹枯病菌的抑制因子

用菌丝体生长抑制法检验了 4种拮抗细菌S 1 1、S 1 3、S 1 4和S 1 8的不同细胞组分对水稻纹枯病菌的抑菌作用。初步结果表明 :菌株S 1 8对水稻纹枯病菌起抑制作用的物质主要是脂多糖 (LPS) ;菌株S 1 1对水稻纹枯病菌起抑制作用的物质主要是胞外蛋白。而S 1 3和S 1 4的抑菌成分尚未明了     

芽孢杆菌JPC-2的营养竞争测定及其对小麦根部病害的防治效果

对营养竞争拮抗测定方法进行了改进,对接法将芽孢杆菌JPC-2与小麦纹枯病菌接种于大豆麦麸(SWB)培养基上,JPC-2可在SWB培养基上迅速扩展并完全抑制小麦纹枯病菌的菌丝生长。田间试验表明,芽孢杆菌JPC-2液体菌剂(107cfu/mL,1∶100)处理种子对小麦纹枯病的冬前期防效高于扬花期防效,防治效果为61.9%,高于3%苯醚甲环唑包衣处理(用量为种子质量的0.3%);对小麦根腐病的防治效果可达46.8%,与空白对照差异显著(p<0.05);并使小麦增产73.5%,高于3%苯醚甲环唑种衣剂。芽孢杆菌JPC-2固体菌剂(106cfu/mL,225kg/hm2)沟施于土壤,再播种液体菌剂包衣(107cfu/mL,药种比1∶30)的小麦种子,对小麦纹枯病菌的冬前期防效为68.9%,扬花期防效为59.7%,小麦增产38.9%,与0.2%戊唑醇种衣剂(1∶50)增产效果相当。     

利用荧光定量PCR检测禾谷丝核菌的相对生物量

小麦纹枯病是以禾谷丝核菌(Rhizoctonia cerealis)侵染为主的小麦土传病害。为建立检测禾谷丝核菌在寄主小麦(Triticum aestivum)中的相对生物量的可靠方法,促进小麦抗纹枯病机制的研究,本研究克隆了禾谷丝核菌肌动蛋白基因RcActin的部分(3′端)cDNA,并设计了RcActin的特异引物。该引物不仅能区分禾谷丝核菌与寄主小麦,还能区分全蚀病菌(Gaeumannomyces graminis)、根腐病菌(Bipolaris sorokiniana)和立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)等常见小麦土传病害的病原菌,表明该引物能用于小麦纹枯病的分子检测,也能用于相对表达量的测定。利用相对定量法,以RcActin相对于寄主管家基因的相对表达量作为禾谷丝核菌相对生物量的指标,结果表明,此方法能准确反映禾谷丝核菌在寄主中的相对生物量和对小麦纹枯病抗性程度进行快速鉴定。     

The escalating threat of Rhizoctonia cerealis, the causal agent of sharp eyespot in wheat

Rhizoctonia cerealis, the causal agent of sharp eyespot on wheat, was not considered to be an important pathogen for many years. Recently, the disease has become endemic in many countries except for South America. The disease has created a new threat to world wheat production because the damage of wheat sharp eyespot has become increasingly severe. In this paper, previous studies on this pathogen, including the disease geographical distribution, pathogen identification, life cycle, symptoms, favourable environmental conditions, effects on wheat yield and control strategy, are reviewed. Such information will be helpful in management of sharp eyespot.     

Genetic structure and population diversity in the wheat sharp eyespot pathogen Rhizoctonia cerealis in the Willamette Valley,Oregon, USA

Wheat sharp eyespot, caused by the soilborne basidiomycete fungus Rhizoctonia cerealis group D subgroup I (AG-DI), is a common disease of wheat stems that has increased in global importance in recent years. The disease caused a severe and extensive epidemic throughout the Willamette Valley of Oregon in 2014 and has remained one of the most important wheat diseases in this region subsequently. The population structure of this pathogen is still not well understood. In this study, 572 pure cultures of R. cerealis AG-DI were isolated from five commercial fields and two experimental fields in the Willamette Valley, Oregon, in the spring of 2017 and 2018. Population structure studies were conducted using six microsatellite markers. Polymorphisms were observed at all six loci, and all seven subpopulations showed moderate gene and genotype diversity. Most of the loci were in Hardy–Weinberg equilibrium in the subpopulations, the entire population combined over locations and five of seven subpopulations were in gametic equilibrium, and the AMOVA and Mantel’s test demonstrated no differentiation among subpopulations. Though direct evidence is currently lacking, these results suggest that the sexual stage of the pathogen may be having a significant impact on pathogen population structure, and that the presence of basidiospores could be contributing to the extensive spread of this disease in the Willamette Valley in recent years.     

小麦纹枯病生防芽孢杆菌的筛选及鉴定

从河南、北京等地采集小麦植株,分离得到202株内生芽孢杆菌,平板拮抗测定获得27株对小麦纹枯病菌拮抗效果明显的菌株。温室盆栽测定了27个菌株对小麦纹枯病的生防效果,其中菌株M-1、W-2和W-3的防治效果分别为60.4%、59.4%和56.6%。对3株生防菌株进行了分类学鉴定,M-1为多粘类芽孢杆菌,W-2为地衣芽孢杆菌,W-3为枯草芽孢杆菌。     

小麦纹枯病菌胞外蛋白酶的纯化与特性

 小麦纹枯病菌(Rhizoctonia cerealis Vander Hoeven)在以小麦细胞壁为唯一碳氮源的液体培养基中可产生多种蛋白酶,培养液经硫酸铵沉淀,SP-Sepharose Fast Flow离子交换层析,Phenyl(high-sub)-Sepharose Fast Flow疏水层析。Sephadex G-75分子筛层析,分离纯化到分子量约40kD的一种蛋白酶。该酶能水解胰蛋白酶专一性底物Benz-Phe-Val-Arg-NA,对凝乳弹性蛋白酶底物Sue-Ala-Ala-Pro-Phe-NA和枯草杆菌蛋白酶底物CBZ-Gly-Gly-Leu-NA无活性,能被胰蛋白酶抑制剂aprotinin、leupeptin和soybean trypsin inhibitor强烈抑制,丝氨酸蛋白酶抑制剂PMSF能部分抑制酶的活性。表明该蛋白酶是丝氨酸蛋白酶中的一种类胰蛋白酶。     

内生细菌EBS05在小麦体内的定殖动态及其对小麦纹枯病的防治作用

以抗药性突变菌株为筛选标记,采用稀释倒平板法,研究了内生细菌EBS05在小麦体内的定殖动态,并通过盆栽和大田试验研究了EBS05对小麦纹枯病的防治效果。结果表明,EBS05在小麦根内具有较强的定殖能力,且能从根部向茎、叶部转移,其定殖量与菌株的接种浓度呈正相关,当接种浓度为108 CFU/mL时,EBS05能在根、茎内有效定殖,并持续向叶内转移。以菌体浓度为108CFU/mL的发酵液进行浸种或灌根处理后,EBS05在根内定殖量始终大于同时期茎、叶内的定殖量;菌株在小麦根、茎和叶内的定殖数量均表现为接种初期逐渐增加,至接种后第10～12天达到最大值,随后逐渐降低。内生细菌EBS05对小麦纹枯病的防治效果优于对照药剂25 g/L咯菌腈（flu-dioxonil）悬浮种衣剂,带菌发酵液和除菌发酵液的盆栽防治效果分别达91.2%和88.2%,大田防治效果分别为66.3%和56.2%。     

禾谷丝核菌(Rhizoctonia cerealis)原生质体制备与再生的研究

禾谷丝核菌(Rhizoctonia cerealis)是引起我国小麦纹枯病的主要致病菌。为了建立高效稳定的禾谷丝核菌遗传转化体系,本试验比较研究了不同细胞壁降解酶、酶液浓度、酶处理温度和时间等因素对禾谷丝核菌原生质体制备的影响,利用正交设计试验优化了原生质体再生条件。结果表明,液体培养6d的菌丝,采用15mg/mL溶壁酶+10mg/mL蜗牛酶组成的混合酶液,30℃下酶解4h,可以获得较高的原生质体释放量,可达到3.0×106个/mL;禾谷丝核菌原生质体再生的最佳条件是以SuTC缓冲液作为渗透压稳定剂悬浮原生质体,采用单层混菌法接种于TB3再生培养基,原生质体再生率可达到58.6%。禾谷丝核菌原生质体制备和原生质体再生条件的优化,为深入研究禾谷丝核菌生长发育的分子遗传学基础和进一步探索小麦纹枯病的致病机理奠定了基础。