螺旋毛壳ND35抗生素的产生及其在病害生物防治中的作用

内生菌螺旋毛壳Chaetomium spirale ND35是一株广谱拮抗性生防因子。为了阐明菌株ND35抗生素在植物病害生物防治中的作用机制,系统研究了抗生素的产生、提取纯化及其在离体和温室条件下的抑菌防病作用。菌株ND35的发酵液经乙酸乙酯萃取,浓缩得黄褐色抗生素粗提液。平皿抑菌试验表明,抗生素粗提液对20余种植物病原真菌有抑制作用,浓度为400μg/mL时对病菌菌丝生长的抑制率范围从14．4%到72．6%。浓度为500μg/mL和1000μg/mL的抗生素粗提液对新月弯孢分生孢子萌发的抑制率分别是54．2%和75．9%。发酵时间也影响抗生素的产量,马铃著葡萄糖液体培养基中发酵15天时,抗生素产量最高。经薄层层析和高效液相色谱检测,证明有两个活性组分。温室试验表明,该抗生素粗提液稀释50倍液对玉米弯孢叶斑病的防治效果可达85．5%,稀释250倍液防治效果达63。3%。试验结果表明,抗生素是菌株ND35重要的生防决定因子之一,抗生素粗提液也展示了对玉米弯孢叶斑病具有较好的生防潜能。     

植物内生细菌在辣椒体内的定殖动态及对辣椒疫病的防治效果

为了探讨具生防作用的植物内生细菌在辣椒体内的定殖动态与其防治辣椒疫病的关系,采用对峙培养法和盆栽苗防效法筛选生防菌株,依据菌体形态、生理生化性质和16SrDNA序列鉴定菌种,用抗利福平标记研究菌株在辣椒苗中的定殖动态,在同时接入植物内生细菌和灌根接种辣椒疫霉菌的条件下分析生防菌株的定殖数量与防效的关系。结果表明,菌株G9、R15和J13对辣椒疫病防效最好,经鉴定均为荧光假单胞菌Pseudomonasfluorescens。菌株G9和R15在辣椒根部定殖量高于菌株J13;定殖周期均在30-40d,呈“先增后减”的变化趋势;菌株G9和R15在接种第15d时定殖量最高,菌株J13在根、茎和叶中定殖量达到最高的天数分别为第9、15和15-20d,定殖数量的变化为根〉茎〉叶。菌株G9定殖量达到9．73×10^5cfu·g-1时辣椒疫病的防效达到100％,保持该数量的时间约6d;菌株R15定殖量达到6．30×10^5cfu·g-1以上时对辣椒疫病的防效达到100％,保持该数量的时间约14d。研究结果展现了植物内生细菌在辣椒疫病生物防治上的应用潜力,为制定植物内生细菌防治辣椒疫病的施用技术提供了科学依据。     

植物内生细菌在棉花体内的定殖动态及对棉花黄萎病的生物防治效果

为明确植物内生细菌在棉花体内的定殖规律及对棉花黄萎病防治效果的影响,采用对峙培养法筛选对大丽轮枝菌Verticillium dahliae Kleb.抑菌活性强的植物内生细菌,通过形态及生理生化特征并结合16S r DNA和gyr B基因分析鉴定菌株;利用抗生素标记法及盆栽试验研究其在棉花体内的定殖动态及对棉花黄萎病的防治效果。结果表明:共筛选到3株对大丽轮枝菌具有强抑菌活性的菌株SZ5、DP10和CCM9,其中SZ5为蜡样芽胞杆菌Bacillus cereus,定殖在棉花根部、茎部和叶部,DP10和CCM9为枯草芽胞杆菌B.subtilis,定殖在棉花根部和茎部,3株菌在棉花根部的定殖数量均在10~3CFU/g以上;棉花苗沾根分别接入3株内生细菌10 d后再接种大丽轮枝菌孢子悬浮液,对棉花黄萎病的防治效果达79.52%~89.79%,而3株内生细菌沾根接种后立即移栽到含有大丽轮枝菌的土壤中对棉花黄萎病的防治效果为23.77%~36.03%。表明不同内生细菌菌株在棉花体内的定殖规律不同;且在棉苗中定殖一定数量后,才能对棉花黄萎病产生较高的防治效果。     

萝卜软腐病生防菌株Hy11的筛选、鉴定及定殖特性

为探讨银杏内生细菌对萝卜软腐病的防病作用,通过块根接种和温室盆栽试验筛选对萝卜软腐菌Pectobacterium carotovorum subsp.carotovorum具有高效抑制作用的生防菌株,共获得8株拮抗作用较强的内生细菌,其中菌株Hy11抑菌作用明显.对生防菌株Hy11进行了形态观察、生理生化特性测定、16S rDNA和gyrB基因序列分析,并应用绿色荧光蛋白基因标记菌株Hy11,研究该菌株在萝卜体内的定殖动态.结果显示,该菌株对萝卜软腐病具有较好的防效,对萝卜块根和幼苗的防治效果分别为77.9％和66.7％;对萝卜幼苗的促生率达113.28％.经鉴定,菌株Hy11为解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens.标记菌株Hy11-gfp在喷雾接种银杏叶片后0～3 d种群数量呈急剧下降趋势,10d后保持相对稳定;其在萝卜的根、茎和叶中均能够定殖,在根中的定殖数量最高可达1.2×104 CFU/g.     

螺旋毛壳ND35 β-1,3-葡聚糖酶的诱导、性质及其抑菌作用

 以病原菌Rhizoctonia solani的细胞壁为诱导物,模拟毛壳菌自然的重寄生过程,研究了内生真菌螺旋毛壳(Chaetomium spirale) ND35 β-1,3-葡聚糖酶的产酶条件、性质,尤其是不同碳源的调控作用。结果表明,不同种类的真菌细胞壁及几丁质和昆布多糖,均可诱导产生β-1,3-葡聚糖酶,而作为分解代谢产物的葡萄糖则抑制产酶。经硫酸铵沉淀、DEAE-Sepharose阴离子交换层析及Phenyl-Sepharose疏水层析,并通过SDS-PAGE鉴定,纯化了一种分子量约为73 kDa的内切β-1,3-葡聚糖酶GLUC73。其最适反应温度为55℃,在40℃以下较稳定;最适pH值为5.5,在pH 5-9范围内均很稳定;酶活性受Hg²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Mg²⁺等金属离子不同程度的抑制,Mn²⁺和Co²⁺对酶有激活作用;以昆布多糖为底物时,该酶的米氏常数K_m为0.412 mg·mL^-1,最大反直速度V_max为3.876 U·mL^-1。粗酶液同时具有β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性,离体抑菌试验表明,对苹果炭疽病菌(Glomerella cingulata)、杨树腐烂病菌(Valsa sordida)、苹果树腐烂病菌(Valsa mali)的菌丝生长和孢子萌发有明显的抑制作用。通过对β-1,3-葡聚糖进行免疫细胞化学标记和超微结构观察,间接证明了β-1,3-葡聚糖酶在螺旋毛壳重寄生过程中的作用。     

内生菌螺旋毛壳抗生素和水解酶的协同抗真菌作用

 生防因子螺旋毛壳(Chaetomium spirale) ND35生长于含立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)菌丝细胞壁制备物的SM培养基中,从培养滤液提取的粗酶液强烈抑制Valsa sordida、Valsa mali、Glomerella cingulata和Curvulavia lunata病原真菌的菌丝生长和孢子萌发。经DNS法检测,粗酶液同时具有β-1,3-葡聚糖酶(包括内切和外切酶)和几丁质酶活性,分别为0.19 U.mg-1和0.09 U.mg-1。生长于3%玉米粉浸渍液的螺旋毛壳ND35的培养滤液也能抑制上述病原菌的菌丝生长和孢子萌发。离体条件下检测了ND35产生的一纯化的具有分子量为73 kD的内切β-1,3-葡聚糖酶(GLUC73)和一纯化的抗生素对苹果炭疽病菌的分生孢子萌发和芽管延长的抑制效果。当内切β-1,3-葡聚糖酶使用浓度为180 μg·mL^-1时,抑制了测试真菌的孢子萌发,造成细胞壁的改变,导致了菌丝顶端的破裂;抗生素的有效抑菌中浓度ED₅₀为1.75 μg·mL^-1。单独应用时,1.0 μg·mL^-1的抗生素或40 μg·mL^-1的内切β-1,3-葡聚糖酶没有或仅有很低的抑菌效果;两者组合导致孢子萌发约78%受抑制。甚至10 μg·mL^-1的内切β-1,3-葡聚糖酶也使1.5 μg·mL^-1抗生素的抑菌作用从低于25%增加到超过50%的抑菌效果。此外,80 μg·mL^-1的内切β-1,3-葡聚糖酶使1.0 μg·mL^-1抗生素的抑菌活性从0%提高到90%。抗生素和β-1,3-葡聚糖酶的协同抗菌活性可能在内生菌螺旋毛壳的植病生防中起重要作用。     

玉米大斑病胁迫下球孢白僵菌对玉米植株的影响及定殖规律

为明确球孢白僵菌在玉米植株中的定殖能力及其对玉米植株生长和抗病性的影响,本研究采用灌根方式构建球孢白僵菌-玉米共生体,对玉米植株叶绿素、氮含量以及株高进行测定,评价球孢白僵菌对玉米的促生作用;通过人工接种玉米大斑病,探究球孢白僵菌定殖对玉米大斑病菌的抗性作用;采用球孢白僵菌菌落计数和荧光定量PCR等方法研究玉米植株受到玉米大斑病菌胁迫时,球孢白僵菌在玉米植株内的定殖扩散规律。结果表明,球孢白僵菌在玉米植株内的定殖率为68.18%,定殖后能够对植株生长产生积极影响,同时能显著降低玉米大斑病的发病率,接种玉米大斑病第21d发病率降低46.67%。在玉米叶片受到大斑病菌侵染时,能够从根际土壤“招募”球孢白僵菌,使球孢白僵菌在叶片聚集,进而提高对病原微生物的抗性。本研究进一步明确了虫生真菌对植物病害的生防潜力,为虫生真菌在植物组织中定殖研究以及诱导抗性研究提供理论依据。     

增产菌在小麦叶面定殖的研究

用遗传双标记示踪回收、扫描电镜观察、叶面印象观察等方法,研究了增产菌在小麦叶面定殖的情况。证实无论是在干燥(RH30％～70％),还是在湿润(RH80％～95％)条件下,增产菌都能成功定殖;但其种群数量受空气湿度等因子影响。接种24小时之内是适应期,菌量显著下降,干燥和湿润环境中分别下降73.61％和34.03％。适应期过后是繁殖期,菌量逐步上升,6～8天后,达到高峰,可达接种量的8.27倍,随后是消退期,菌量迅速下降,4～5天内就低于接种量。增产菌主要定殖于叶面的伤口、气孔窝、细胞间隙等有利位点。应用增产菌不可忽视适时、适量和重复施用等技术问题。     

根癌病生防菌——葡萄土壤杆菌E26菌株在葡萄植株的定殖研究

 利用绿色荧光蛋白基因(gfp)标记示踪,研究了葡萄根癌病生防菌葡萄土壤杆菌E26菌株应用到田间后在玫瑰香葡萄(Vitis vinifera cv. Muscat Humbug)根表面和根际土壤中的群体数量变化,比较了E26菌株与葡萄根癌病原菌K308菌株室内人工接种后在玫瑰香葡萄苗茎和根外植体伤口部位的附着情况.在田间自然状况下,E26菌株可以在葡萄根表面和根际土壤中存活定殖.接种5个月后,E26在根表面的平均数量为10⁴cfu/g根(鲜重),在根际土壤中的平均数量为10⁴cfu/g土壤(干重).在室内,E26菌株和K308菌株分别单独接种时均能以相似水平附着在葡萄茎和根的伤口;E26和K308以相同数量同时接种时,附着在葡萄伤口细胞的K308的数量显著低于K308单独接种时所附着在葡萄伤口细胞的数量.扫描电镜显微观察证实E26菌株能够和病菌K308菌株一样附着于葡萄根部伤口处.     

灰葡萄孢拮抗细菌在番茄植物体表的定殖

通过耐利福平标记菌株回收，研究了灰葡萄孢拮抗细菌(地衣芽孢杆菌W10和多粘类芽孢杆菌W3、Y2—11—1)在番茄叶片和果实上的定殖能力及其影响因素。试验表明，拮抗细菌在较高浓度(10^7--10^9cfu/ml)下，定殖时间可达10—15d。接种灰霉病菌对拮抗细菌的定殖有一定影响，特别是在接种灰霉病菌1d后接种拮抗细菌和同时接种灰霉病菌与拮抗细菌的情况下，拮抗细菌的定殖能力显著下降，提示该类拮抗细菌的防病效果要好于治病效果。此外，温度较高(25—35℃)、湿度较大(RH95％一--100％)、12h光暗交替对拮抗细菌的定殖有利。     

球毛壳ND35在杨树的定植及对酶活性的影响

球毛壳Chaetomium globosum ND35菌株是一株分离自健康毛白杨的内生菌菌株,能对多种植物病原真菌产生明显的拮抗作用[1],但其侵染的方式及侵染后对植物的影响未见报道.     

侧柏内生真菌Chaetomium globosum ZH-32抗菌活性成分研究

采用生物活性追踪法,从侧柏内生真菌Chaetomium globosum ZH-32发酵液中分离得到1个具有抑菌活性的化合物——WH-01,经紫外光谱、核磁共振及质谱等鉴定为球毛壳菌素A。抑菌活性测定结果表明:WH-01对枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis、蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus、金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus和大肠埃希氏菌Escherichia coli有强烈的抑制作用,其最低抑制浓度(MIC)分别为3.13、3.13、1.56和3.13μg/mL;对番茄灰霉病菌Botrytis cinerea和油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum菌丝生长的抑制中浓度(EC50)分别为5.36和12.19μg/mL。     

食线虫真菌蠕虫埃斯特菌对植物寄生线虫的侵染特性

为评价食线虫真菌蠕虫埃斯特菌Esteya vermicola菌株NKF 13222的生防应用价值,采用2%水琼脂培养基平板接种法测定了该菌株对7种植物寄生线虫的诱引、黏附和侵染能力,并比较了其对不同线虫的侵染特性.结果显示,该菌株的菌丝对松材线虫、拟松材线虫、腐烂茎线虫和水稻干尖线虫均有诱引作用,而对南方根结线虫、禾谷孢囊线虫和穿刺短体线虫无诱引作用;菌株的粘性分生孢子对有诱引现象的4种线虫都能黏附,接种24 h后的黏附率达到82%～99%,对无诱引现象的3种线虫不能黏附;粘性分生孢子黏附虫体后对不同线虫的侵染力存在差异,接种7 d后的松材线虫死亡率可达98%,而拟松材线虫、腐烂茎线虫和水稻干尖线虫死亡率分别为43%、35%和9%.表明蠕虫埃斯特菌不仅是松材线虫的强内寄生真菌,而且对其它重要植物寄生线虫也具有一定的应用潜力.     

生防菌FJAT-346-PA的内生定殖特性及对香蕉枯萎病的防治效果

内生生防菌FJAT-346-PA是一株从香蕉植株体内分离的对香蕉枯萎病病原菌具有良好抑制作用的铜绿假单胞菌。为研究该生防菌在植株体内的定殖动态,采用逐步提高诱导浓度的方法,筛选获得稳定的双抗(抗利福平和卡那霉素,浓度均为300μg/mL)菌株FJAT-346-PA-K,跟踪分析了该菌株在香蕉组培苗、盆栽苗及大田植株体内的定殖情况,并调查该菌株对香蕉生长特性的影响和对香蕉枯萎病的防治效果。结果显示:香蕉植株根部和茎部均有该菌定殖,在盆栽苗和大田苗根部的最大定殖量分别为2.15×105CFU/g和8.00×103CFU/g;该生防菌对香蕉有明显的促长作用,显著提高香蕉的株高和叶片数量;对香蕉枯萎病具有较好的防治效果,盆栽防效和田间防效分别为83.67%和82.00%。     

枯草芽胞杆菌XF-1的根围定殖能力分析

采用抗生素标记菌株与盆栽试验研究了对大白菜根肿病具有良好防治效果的枯草芽胞杆菌XF-1的定殖动态及影响其定殖的因素,以便了解该菌株的生防机制及其商品化应用前景。结果表明,XF-1的定殖能力较强,能在大白菜根围、根表和根内长时间定殖,接种60天后,根围和根表定殖密度仍能稳定在103CFU/g土壤,根内定殖密度也仍稳定在102CFU/g根（鲜重）水平,根围和根表定殖趋势为先下降后上升再下降,最后趋于稳定;根内定殖动态则呈先上升后下降的趋势。XF-1在根部组织内的皮层薄壁细胞和导管内均有分布。定殖受土壤质量影响,灭菌土中定殖能力最强;施入菌液浓度越高,定殖菌体数越多;在16℃光照培养箱中28天后,定殖仍可达到105CFU/g土壤;施入马铃薯汁蔗糖液体培养基（PS）发酵的菌液后,XF-1在根围中的定殖量大于施入马铃薯汁葡萄糖液体培养基（PD）发酵的菌液。XF-1还能很好地在玉米根围定殖。     

灰黄青霉CF3对马铃薯土传病原真菌的拮抗性及其促生作用

为探索灰黄青霉Penicillium griseofulvum CF3对马铃薯土传病害病原真菌立枯丝核菌Rhizoctonia solani、茄病镰刀菌Fusariumsolani、硫色镰刀菌F.sulphureum及大丽轮枝菌Verticillium dahliae的拮抗性及对马铃薯的促生作用,采用菌丝生长速率法和甜瓜种子发芽法分别研究了CF3发酵液对病原菌菌丝的抑制作用、对立枯丝核菌微菌核形成的影响及其发酵液的促生作用,并采用盆栽试验法研究了CF3孢子粉对马铃薯植株的促生作用及对抗逆性的影响.CF3发酵滤液对4株病原真菌菌丝生长的抑菌率达53％～72.1％,对立枯丝核菌微菌核的抑制率达36.8％～100％,并显著促进甜瓜种子胚根、胚轴生长.灰黄青霉孢子粉拌土和包衣接种均能促进马铃薯植株生长并增强植株的抗逆性.其中,拌土接种使马铃薯地上植株鲜重和多酚氧化酶活性较对照分别增加38.3％和9％,丙二醛含量降低28.8％.研究表明灰黄青霉CF3对连作马铃薯常见土传真菌病害有较强的生防潜力,对马铃薯具有良好的促生作用.     

拮抗性链霉菌对大丽轮枝菌微菌核形成与萌发的影响

为探索拮抗性链霉菌对棉花黄萎病病原大丽轮枝菌Verticillium dahliae Kleb.的抑菌机制,采用菌丝生长速率法、微菌核萌发法研究了6株拮抗链霉菌无菌发酵滤液对大丽轮枝菌生长、微菌核形成与萌发的影响。链霉菌无菌发酵滤液对大丽轮枝菌菌落生长、菌核形成和微菌核萌发有明显抑制作用。其中菌株B49的抑菌效果最好,5倍稀释发酵液培养14天时对菌落生长的抑菌率达69.7%;菌株B49、D184和Act12的5倍稀释发酵液对微菌核形成的抑制率达100%;将经B49、D184和Act12发酵液处理后丧失形成微菌核能力的大丽轮枝菌菌株转接至不含发酵液的PDA培养基,连续传代至第5代,其仍然不能恢复形成微菌核的能力;微菌核在含有菌株D184 5倍稀释发酵液的培养基上培养168 h时,萌发率仅为38.3%。     

生防菌哈茨木霉FJAT-9040的GFP标记及土壤定殖示踪

哈茨木霉Trichoderma harzianum FJAT-9040对茄科尖孢镰刀菌具有较强拮抗作用。为跟踪分析该菌株在土壤中的存活与定殖特性,利用PEG-CaCl2介导的原生质体转化体系,筛选获得1株荧光性状稳定的菌株FJAT-9295,该菌株在生长速率、产孢量、对酸碱度和温度的适应性及对尖孢镰刀菌的抑菌活性等方面与野生型菌株FJAT-9040无显著差异（P〉0.05）。同时,研究了菌株FJAT-9295在4种类型土壤中的定殖能力以及作物生长对该菌株在土壤中定殖的影响。结果表明：菌株在育苗土中定殖最好,其次为沙土及菜园土,黄泥土中定殖最差;种植茄子比未种植作物的土壤更有利于菌株的存活;菌株FJAT-9295在不同类型土壤中的菌落数随时间的延长均略有下降,16天后趋于稳定,维持在105 CFU/g,较初始接菌量下降了约1个数量级。     

菜豆普通细菌性疫病菌在土壤和植株残体中的越冬能力

为评估菜豆普通细菌性疫病菌地毯草黄单胞杆菌菜豆致病变种或褐色黄单胞菌褐色亚种在土壤及植物残体中的越冬能力,对采自黑龙江、内蒙古、山西、河北及新疆的18块菜豆生产田的20份土壤及14份植物残体样品进行病原菌分离和鉴定。在MT选择性培养基上有12个土壤样品和13个植株残体样品提取液产生典型的类似黄单胞菌菌落。选取29个分离物进行致病性测定,有27个分离物对菜豆品种"英国红"致病。利用地毯草黄单胞杆菌菜豆致病变种和褐色黄单胞菌褐色亚种的特异性引物X4c/X4e及褐色黄单胞菌褐色亚种特异性引物Xf1/Xf2对29个分离物进行多重PCR检测,其中17个分离物为地毯草黄单胞杆菌菜豆致病变种,10个分离物为褐色黄单胞菌褐色亚种。结果表明,菜豆普通细菌性疫病菌可以在黑龙江、内蒙古、山西、河北的一些菜豆种植区的土壤及植株残体中越冬存活。