木霉菌生物防治作用机理与应用研究进展

木霉菌Trichoderma是国际上应用非常普遍的生防真菌.随着植物免疫的MAMPs(微生物互作分子模式)理论的发展,利用木霉菌防治病害和提高作物抗逆性机理研究进入了一个新阶段,尤其是系统生物学方法的应用,使得人们在"组学"尺度上认识木霉菌与植物和病原菌互作的本质成为可能,这将极大丰富木霉菌生物防治植物病害的理论基础.在我国建立木霉菌多样化应用技术途径是发挥木霉菌在农业可持续发展中作用的重要发展方向.本文重点介绍木霉菌生物防治分子机理研究的新进展.     

苏云金芽胞杆菌在马铃薯甲虫防治上的研究进展

马铃薯甲虫是重要的入侵害虫,严重威胁着我国粮食作物马铃薯的生产。苏云金芽胞杆菌是重要的农业害虫生防细菌,对马铃薯甲虫有良好的防治效果。本文围绕苏云金芽胞杆菌在马铃薯甲虫防治上的研究进展与应用进行综述。主要从马铃薯甲虫的入侵与防治手段、苏云金芽胞杆菌的晶体蛋白结构与杀虫机制、对马铃薯甲虫有活性的Bt毒蛋白研究进展、Bt毒蛋白对马铃薯甲虫的作用机制以及马铃薯甲虫对Bt毒蛋白的抗性机制等方面进行了综述。最后,从Bt新基因的挖掘和杀虫机理方面对苏云金芽胞杆菌在马铃薯甲虫防治上的研究进行了展望。     

苏云金芽胞杆菌安全性的研究进展

苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis,简称Bt）是目前应用最为广泛的一类微生物农药。本文分析比较了我国及美国Bt产品登记和安全评价等情况,并对Bt制剂的风险评价进行了分析。Bt菌株不是人或其他哺乳动物的已知病原体,对哺乳动物无毒性、感染性和致病性;其种群数量在环境中呈逐渐减少趋势,无残留风险;对非靶标昆虫的生存和繁殖及土壤微生物群落结构无显著影响。     

防治稻瘟病芽胞杆菌的筛选及效果评价

从232株细菌中筛选获得2株对稻瘟病菌具有明显抑菌活性的菌株S09和S170,对稻瘟病菌Magnaporthe oryzae P131菌丝的抑制率分别为90.44%和92.38%;离体叶片法测定表明,菌株S09和S170抑菌效果分别为74.62%和75.52%,与绿地康1号无显著差异。16S rDNA序列分析比对,菌株S09与短小芽胞杆菌Bacillus pumilus基因序列的同源性最高;gyrA基因测序结果表明,菌株S170与解淀粉芽胞杆菌B.amyloliquefaciens基因序列的同源性最高。结合形态观察,确定菌株S09为短小芽胞杆菌,菌株S170为解淀粉芽胞杆菌。菌株S09和S170对稻瘟病的温室防治效果分别是76.56%和80.57%。田间试验结果表明,菌株S09和S170对水稻有明显的促生和增产作用,分别提高水稻种子发芽17.37%和12.34%、促进根长18.68%和33.85%、增加株高12.44%和28.49%、降低空秕率25.17%和35.59%,还可以有效改善稻米的垩白粒率和垩白度。短小芽胞杆菌S09和解淀粉芽胞杆菌S170对叶瘟的田间防治效果分别是70.59%和73.19%,对穗颈瘟的田间防治效果分别是71.55%和74.82%,菌株S170对稻瘟病的防治效果与75%三环唑可湿性粉剂、绿地康1号处理无显著差异。     

枯草芽胞杆菌sf628对梨炭疽病的控制作用

近年来,由胶胞炭疽病菌Colletotrichum gloeosporioides引起的梨炭疽病在砀山酥梨产区普遍发生。为探讨生防菌对梨炭疽病的控制作用,采用平板对峙生长法和喷雾法研究了枯草芽胞杆菌sf 628对梨炭疽病的室内外防治效果。枯草芽胞杆菌sf 628发酵菌液、100倍和500倍稀释液对胶胞炭疽病菌菌丝生长的平板抑制率分别为91.45%、88.80%和86.63%。梨果先喷施生防菌液sf628,24 h后接种炭疽病菌,对梨炭疽病的防治效果为83.74%;梨果先接种炭疽病菌,24 h后再喷施生防菌液sf 628,对梨炭疽病的防治效果为56.82%。生防菌sf 628可湿性粉剂100、1000和2000倍稀释液对梨炭疽病的田间防治效果分别为75.89%、60.78%和50.60%,常规对照药剂多菌灵的防治效果为61.10%。研究表明,枯草芽胞杆菌sf 628是一株对梨炭疽病有较好控制作用的生防菌。     

小菜蛾对苏云金芽胞杆菌抗性研究进展

自１９９０年Ｔａｂａｓｈｎｉｋ首次报道小菜蛾田间种群对苏云金芽胞杆菌产生抗药性以来,国内外学者在小菜蛾对苏云金芽胞杆菌的抗性监测和抗性筛选、交互抗性、抗性遗传以及抗性机制等方面作了大量,深入的研究。本文对这些方面的研究进展作一综述。     

利用双亲灭活原生质体融合技术选育高效苏云金芽胞杆菌和枯草芽胞杆菌融合菌株

苏云金芽胞杆菌B7发酵液在药后96 h对小菜蛾2龄幼虫致死率高达85.06%;枯草芽胞杆菌TL2对黄瓜枯萎病和辣椒疫霉病有显著拮抗活性(对峙培养5 d对病原菌的平均抑制率在60%以上)。本文对菌株B7和TL2的原生质体形成、完全灭活及融合的最佳条件分别进行了筛选,研究结果表明菌株B7在溶菌酶1.0 mg/m L、酶解70 min的条件下,原生质体形成率和再生率最佳,分别为85.0%和29.41%;菌株TL2在溶菌酶1.25 mg/m L、酶解50 min的条件下,原生质体形成率和再生率最佳,分别为80.00%和25.00%。菌株TL2原生质体完全灭活的最佳条件为60℃水浴35 min,菌株B7原生质体完全灭活的最佳条件为紫外照射25 min。灭活后的两亲本融合最佳条件为30℃水浴融合20 min后涂布再生培养基,用影印法连续传代10次以上,最后筛选出17株稳定的融合子,经过杀虫防病检测最后筛选到一株兼具两亲本特性的高效融合子TLB15。TLB15发酵液在药后96 h对小菜蛾2龄幼虫校正死亡率为93.44%,TLB15发酵液对黄瓜枯萎病和辣椒疫霉病(对峙培养5 d)的平均抑制率分别为60.00%和62.79%。     

解淀粉芽胞杆菌JK10防治蓝莓根癌病的机理研究

本研究旨在揭示解淀粉芽胞杆菌JK10防治蓝莓根癌病的生防机制。利用改良发酵培养基对解淀粉芽胞杆菌JK10菌株进行发酵,用盐酸沉淀、硫酸铵沉淀、乙酸乙酯萃取、大孔树脂吸附四种方法对JK10发酵液中的活性物质进行分离,利用MALDI-TOF-MS对活性最高的粗提物进行分析明确其种类;对JK10进行绿色荧光蛋白标记,明确其在蓝莓根际土及组织内的定殖能力;使用高通量测序技术对蓝莓健康根组织、根癌病根组织及JK10处理的根癌病根组织内生细菌群落结构进行分析。结果表明,四种方法得到的粗提物对根癌土壤杆菌均有良好的拮抗效果,其中大孔树脂吸附法得到的粗提物抑菌活性与产率均最高。JK10发酵液中能检测出bacillomycin D和fengycin两类脂肽类化合物、大环内酯类抗生素Divergolide D和聚酮类化合物Bacillaene;菌株JK10能够稳定定殖于蓝莓根际土、蓝莓根组织细胞间隙和蓝莓叶中,定殖数量在接种35 d后趋于稳定,在蓝莓根际土和蓝莓叶中分别为1×10⁶、4.0×10⁵cfu/g;蓝莓根癌病根组织在施入生防菌JK10菌株后,相比自然条件下蓝莓根癌病根组织内生细菌菌落结构发生改变,物种多样性增加,结构更加趋向于健康蓝莓根组织内生细菌。综上所述,解淀粉芽胞杆菌JK10通过产生对蓝莓根癌病菌有抑制活性的物质,稳定定殖在蓝莓根际土及蓝莓根、叶组织中,改变蓝莓根内生细菌的群落结构而达到防治蓝莓根癌病的目的。     

防治草莓炭疽病的芽胞杆菌组合的筛选

为开发防治草莓炭疽病的复合菌剂,比较了5株芽胞杆菌（菌株CM3、Y-48、Lh-1、Y-30和Y-9）在不同的组合方式和比例下对草莓炭疽菌Colletotrichum thebromicoia的抑制作用,筛选出抑菌效果的最佳的组合并通过盆栽防治试验测定其防治效果。抑菌试验表明,由巨大芽胞杆菌Y-30和解淀粉芽胞杆菌CM3按照2：1配比而成的组合抑菌率达到59.46%,比菌株Y-48的抑菌率高出13.86%（单菌株中抑菌率最高的菌株,抑菌率为52.22%）,比单菌株Y-30和CM3分别提高72.65%和25.22%。盆栽试验证实,复合菌处理对于草莓炭疽病的防治效果为68.69%,比化学药剂的防治效果提高了23.63%;同时,复合菌处理还有效的促进了草莓的生长,草莓株高、叶片面积、根鲜重以及茎叶鲜重都有显著提高。本试验为复合菌剂应用于草莓炭疽病的生物防治提供了依据。     

苏云金芽胞杆菌分离过程中无晶体芽胞杆菌的分析

本研究选择了在苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)分离过程中发现的与Bt芽胞相似、没有伴胞晶体的8株芽胞杆菌,对其种属、质粒等生物学特性和杀虫活性进行了初步研究.对分离菌株所产芽胞进行形态观察及质粒图谱分析,发现其与Bt相似;但肽指纹图谱分析和16S rDNA聚类研究表明所分离菌株与蜡样芽胞杆菌B.cereus(Bc)匹配最高;杀虫活性测定表明这8株菌对猿叶甲Colaphellus bowringi幼虫均无毒杀作用,而15-3、W23-1和W25-3 3个菌株及其培养上清液对小菜蛾Plutella xylostella幼虫有一定的杀虫活性,说明它们能产生活性物质.这些结果说明在Bt菌株的分离过程中要对无晶体菌株加以重视,其含有的活性物质具有潜在的研究和利用价值.     

寡糖生物防治应用及机理研究进展

植物诱导防御是当前国际生物防治学的热点内容,研究发现寡糖类物质是一类有效的诱导子,对于植物具有免疫调节作用,可以增强植物应对病虫害的能力。利用其进行植物病虫害防治是植物保护的新途径。本文将对目前应用较为广泛的寡糖诱导子来源和实际应用情况,以及寡糖诱抗机理研究中寡糖识别机制的研究进展进行综述。     

一株小麦赤霉病生防菌的鉴定及其生防机制初探

本研究通过平板对峙试验,自稻茬分离获得1株对禾谷镰刀菌具有良好抑菌活性的细菌hzq1601。经16S rDNA和gyrB基因序列比对结果表明,菌株hzq1601为解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens。菌株hzq1601与多菌灵相容性分析结果显示其可在1000 mg/L的多菌灵药液中正常存活。田间试验结果显示,10⁸ cfu/mL的hzq1601菌液分别与50%多菌灵可湿性粉剂80 g/667m²和70 g/667m²联合施用的防治效果为87.1%和81.0%,与单独施用50%多菌灵可湿性粉剂100 g/667m²处理的防治效果无显著性差异,但显著高于单独施用50%多菌灵可湿性粉剂80 g/667m²和70 g/667m²处理的防治效果,说明上述hzq1601菌液与50%多菌灵可湿性粉剂的2种组合对赤霉病的防治具有减药增效作用。对菌株hzq1601基因组的分析表明其基因组中存在13种次生代谢产物合成基因簇,显示其具有多方面的生防...     

两株解淀粉芽胞杆菌对西瓜枯萎病的防治作用及其相关生防因子检测

本试验从西瓜枯萎病生物防治实际需要出发,检测了两株解淀粉芽胞杆菌TR2和CE对西瓜枯萎病的防治作用及其相关的生防因子。平板对峙试验显示生防菌TR2和CE对西瓜枯萎病尖孢镰刀菌Xg-1、Xg-2和腐皮镰刀菌Xg-3的生长有较强的抑制作用,其中TR2对Xg-1的抑菌效果最好,抑菌带宽度为4.7 mm,CE对Xg-3的抑菌效果最好,抑菌带宽度为5.0 mm,抑菌圈边缘菌丝出现变细、扭曲、个别细胞膨大成球形等畸形现象。幼苗接种试验表明生防菌TR2和CE对西瓜枯萎病的发生具有防治效果,其中TR2对Xg-1在第15 d时防病效果最好,病情指数明显降低,其防治效果达到60%;TR2和CE对Xg-3在第3 d时表现很好的防病效果,发病率和病情指数都明显低于对照,防治效果可达63.6%。采用结晶紫染色、钼锑抗比色法、四苯硼钠法和透明圈检测等方法检测TR2和CE的相关生防因子,发现TR2和CE均可以形成生物膜、分解有机磷、无机磷和钾矿石,并且具备产生蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶的能力。采用水培法发现TR2和CE的解磷解钾能力可以促进西瓜幼苗根和茎的生长。结果表明生防菌TR2和CE可以控制西瓜枯萎病的发生、形成生物膜在西瓜根系定殖,促进西瓜幼苗生长,是具有开发潜力的生防菌株。     

枯草芽孢杆菌Bs916防治番茄青枯病

采用室内MS平板植物组培法、温室盆栽试验和微生物特异性平板分离检测技术,评估了枯草芽孢杆菌Bs916对番茄的促生、防治青枯病的作用,研究了菌株Bs916对番茄根表及茎内青枯菌种群数量的影响和对番茄根围可培养微生物含量的影响。在植物组培MS平板中,枯草芽孢杆菌Bs916对番茄植株鲜重具有促生作用,播种15 d后,其鲜重达79.8 mg,比未处理对照增加9.61%。盆栽试验显示,枯草芽孢杆菌Bs916灌根处理番茄后14 d,对番茄青枯病的防治效果达55.6%;菌株Bs916处理番茄后,番茄根表、茎内青枯菌含量和未处理对照的青枯菌含量变化趋势一致,均呈现随着时间的改变而逐渐下降的趋势,菌株Bs916处理的根表青枯菌含量约为未处理对照的1/100~1/10,而茎内青枯菌含量为未处理对照的1/50~1/2。此外,菌株Bs916的施用对番茄根围土壤中细菌种群具有先抑制后促进的作用,对真菌具有先促进后快速抑制的作用,而对根围放线菌则无显著性影响。以上结果表明,芽孢杆菌Bs916具有潜在的防治番茄青枯病的田间应用前景,也为其田间应用提供了理论基础。     

表达Harpin蛋白的芽孢杆菌工程菌防治水稻白叶枯病的研究

本文研究了生防促生芽孢杆菌OKB105、FZB42和以其为宿主菌的可外泌表达Harpin蛋白激发子的基因工程菌OKBHF、FZBHarpin对水稻白叶枯病的防治效果。菌株OKB105、FZB42、OKBHF和FZBHarpin温室防效分别为31.7%、23.6%、43.2%和56.7%;田间防效分别为29.8%、21.8%、40.4%和43.1%,表达Harpin蛋白的芽孢杆菌工程菌的防病效果显著高于出发菌株。两株生防芽孢杆菌及其工程菌对水稻均有良好的促生作用,特别是对水稻植株的生长促进明显,其中FZBHarpin使植株增高达15.86%。田间产量统计结果显示,OKBHF增产效果最显著,为14%,产量达8869 kg·hm^-2。工程菌比出发菌株显著提高水稻抗病性和促进植物生长,在农业生产上具有应用的潜力。     

马铃薯枯萎病生防芽胞杆菌筛选及生防效果研究

马铃薯枯萎病是马铃薯主要土传真菌病害之一,已成为限制我国马铃薯产业健康发展的重要因素之一。菌株ZF128是本实验室从马铃薯根际土壤分离筛选得到的一株对马铃薯枯萎病菌具有显著抑制效果的生防细菌。经生理生化、BIOLOG GENIII和系统发育树分析,鉴定菌株ZF128为贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis。抑菌谱测定结果显示,ZF128对5种病原真菌和5种病原细菌都具有显著拮抗效果。光学显微观察发现,菌株ZF128处理的病原菌菌丝生长受到抑制并出现膨胀变粗现象。发酵试验表明,菌株ZF128在甘露醇培养基中发酵上清液对马铃薯枯萎病菌的抑制效果最好。盆栽试验结果证明,接种菌株ZF128后马铃薯发病明显减轻,防效为82.46%。此外,定殖和促生试验表明,菌株ZF128能在马铃薯根际和根部有效定殖30d以上,处理组马铃薯株高、根长、地上部和地下部鲜重及叶绿素含量等指标均显著高于对照组。综上,菌株ZF128生防性状优良,是一株具有潜在应用价值的芽胞杆菌。     

生防菌ANTI-8098A对青枯雷尔氏菌致病力的影响

经生防菌蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus菌株ANTI-8098A处理后,番茄青枯雷尔氏菌Ralstonia solanacearum强致病力菌株弱化为无致病力菌株,弱化指数由0．40转变为0．86,回接番茄苗发病率由100．0％转变为0。同时,生防菌处理后的无致病力菌株在培养24h以前菌体生长能力显著增加,其中在12h时生长速率增长最快,达到了5．6倍;紫外-可见光吸收值明显下降,OD450nm由0．5740降为0．2644;高效液相离子交换色谱的表征由前峰〈后峰转变为前峰〉后峰;对生防菌异源蛋白的吸附由2种蛋白质（97．4kD和116．0kD）转变为1种蛋白质（97．4kD）。结果表明：ANTI-8098A对青枯雷尔氏菌具有致弱作用,并使其生理生化特性产生显著的变化。     

枯草芽孢杆菌TR21田间防治巴西蕉枯萎病的效果

本文研究了植物内生枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis TR21菌株灌根对巴西蕉（Musa AAA Cavendish subgroup cv. Brazil）枯萎病的大田防治效果。试验持续开展了两轮。第一轮以新植苗为防治对象,防效达到63.23%,折算的每667m2经济损失率比对照减少8.23%。第二轮以吸芽为处理对象,设3个处理区,处理区1为第一轮灌根的延续,处理区2和3则选择第一轮生产周期未作处理的吸芽,分别用TR21和50%多菌灵600倍液（设为对照）灌根,结果表明处理区1的防效为73.90%,处理区2的防效为63.23%,折算的每667m2经济损失率分别比对照减少31.23%和29.29%。初步田间试验显示菌株TR21对巴西蕉枯萎病具有较好防效,用其发酵稀释液持续灌根或在巴西蕉生长早期灌根有利于提高其对巴西蕉枯萎病的防效。