PhoR/PhoP双组分系统对枯草芽胞杆菌NCD-2菌落形态和芽胞形成的影响

 双组分PhoR/PhoP是枯草芽胞杆菌中普遍存在的以低磷为信号的调控系统。前期研究发现,PhoR/PhoP双组分系统正调控枯草芽胞杆菌NCD-2菌株脂肽类抗生素fengycin的合成,本研究分析了PhoR/PhoP双组分系统对NCD-2菌株菌落形态和芽胞形成的影响。在有机磷培养基上,NCD-2野生型菌株可以降解有机磷并且形成表面褶皱、立体结构较强的菌落形态,而phoR或phoP基因突变子丧失了降解有机磷的能力,菌落表面光滑、平坦。phoR和phoP基因突变子的互补菌株恢复到了与野生型相似的解磷能力和菌落形态。在低磷和高磷培养基中比较了NCD-2野生型及其衍生菌株的生长及芽胞形成情况,结果表明,在高磷培养基中,NCD-2野生型及其衍生菌株的生长速率没有差异,但在低磷培养基中,phoR和phoP基因突变子的菌体生长速率显著降低。芽胞形成能力测定结果表明,在低磷培养基中,NCD-2野生型菌株的芽胞形成率较高,而phoR和phoP基因突变子的芽胞形成率显著降低;在高磷培养基中,NCD-2野生型及其衍生菌株芽胞形成率普遍较低并且无显著差异。RT-PCR分析显示, phoR和phoP的突变均显著降低了芽胞形成相关基因spo II GA的表达,相比感应激酶PhoR,调控因子PhoP对spo II GA基因的影响更显著。     

枯草芽孢杆菌种子包衣对棉花黄萎病抑制作用的研究

通过田间小区试验,研究不同包衣处理防治黄萎病的效果。结果表明:包衣处理出苗时间缩短1~2d,出苗率有所提高,其中枯草芽孢杆菌包衣处理表现最好,株高增长快,利于真叶数、果枝数增加。在黄萎病防治上,40%卫福悬浮种衣剂包衣处理的效果最好,达到了39.2%。产量表现上,枯草芽孢杆菌包衣处理产量最高,为6791kg·hm~(-2),比对照增产36.92%,增产效果明显。     

棉花烂铃病的发生、品种抗病性及主要病原菌致病力分析

2011~2013年,调查了我国黄河和长江流域6省70县(市)200块棉田和不同栽培模式下棉花烂铃病发生情况,田间试验评价了棉花品种对烂铃病的抗性,采用离体棉铃人工接种方法分析了棉铃烂铃主要病原菌的致病力分化情况。结果表明:(1)所有调查的棉田均有棉花烂铃病发生,其中,棉铃疫病在各地发生最为普遍而且严重,仍属于我国黄河和长江流域棉区的最主要的棉花烂铃病,其病原菌为苎麻疫霉(Phytophthora boehmeriae)。(2)与春棉直播模式相比,3种套种模式均能显著减少棉花烂铃病的发生,其中麦-棉-西瓜12∶2∶1种植模式的防效最好,减少烂铃72.96%。(3)河北、山东和河南3省审定的50个棉花品种对棉花烂铃病的抗性存在显著差异,其中邯7860、邯棉103、锦科178、百棉1号和郑农棉4号5个品种对棉花烂铃病表现了较好的抗性,单株烂铃低于3.0个。(4)苎麻疫霉在棉铃上的致病力存在显著分化。     

黄瓜白粉病拮抗细菌的筛选与鉴定及其防病机理

通过室内盆栽试验,筛选到对黄瓜白粉病具有显著防治效果(≥90.0%)的细菌12个菌株进行田间小区防病试验,结果表明其中10个菌株具有显著的防治效果,菌株XJT-7、NZT-14-84和BDT-25的防治效果较好,分别为79.02%、67.51%和57.38%。对该3株生防细菌的防病机理初步研究证明他们的胞外代谢产物具有防病作用。通过分类鉴定,确定菌株XJT-7为坚强芽孢杆菌。     

棉铃疫病生防细菌筛选、鉴定及制剂防治效果

为有效防治由苎麻疫霉Phytophthora boehmeriae引起的棉铃疫病,采用平板对峙培养法、离体试验和田间小区试验对棉花、玉米、番茄、黄瓜等作物根围细菌进行筛选,结合形态学观察、16S rDNA序列分析及Biolog微生物自动鉴定系统对筛选出的生防细菌进行分类鉴定,并通过离体试验对优秀生防菌2种制剂的防治效果进行评价。拮抗细菌初筛试验结果表明,在供试的1 250株作物根围细菌中,399株细菌菌株有良好的抑菌能力,其中40株拮抗细菌菌株抑菌率在80.00%以上,菌株HMB22922抑菌能力突出,对棉铃疫病菌的抑菌率为85.71%,抑菌带宽10.0 mm。室内筛选试验结果表明,菌株HMB22922、HMB23917和HMB21405的病情指数显著低于空白对照,与化学药剂对照间差异不显著,人工接种苎麻疫霉5 d和7 d后,3株菌株对棉铃疫病的防治效果分别为73.92%、69.58%、56.54%和81.34%、66.67%、64.60%。田间筛选试验结果表明,菌株HMB22922培养液对棉铃疫病的田间防治效果为47.12%～58.64%,优于其它2株供试菌株,与化学药剂的防治效果相当且防治效果稳定。生防菌株HMB22922经形态学观察、序列分析和和微生物鉴定系统被鉴定为萎缩芽胞杆菌Bacillus atrophaeus。人工接种苎麻疫霉5、7和12 d时,以菌株HMB22922为有效成分的2.5′109 CFU/mL萎缩芽胞杆菌悬浮剂的防治效果分别为86.33%、78.66%和64.44%,均优于其相同菌量培养液的防治效果。     

产植物激素拮抗细菌CX-5-2的筛选、鉴定及其特性研究

 利用高效液相色谱筛选到能够同时产生IAA和GA₃的细菌菌株1株,产GA₃的细菌菌株2株。生测结果显示,菌株CX-5-2对小麦的促生长作用最明显,10倍稀释发酵液处理比清水对照处理可使麦苗高度增加10.54%。利用反相高效液相色谱法明确了菌株CX-5-2在不同培养条件下产生GA₃和IAA的积累情况;通过细菌16S rDNA的保守序列鉴定,菌株CX-5-2为假单胞菌属。本研究表明利用高效液相色谱可快速高效地筛选产激素类植物促生菌。     

L-脯氨酸对枯草芽胞杆菌NCD-2菌株生物膜形成的影响

 枯草芽胞杆菌 NCD-2菌株在棉花品种‘冀棉11'根际的定殖能力与其根系分泌物中的L-脯氨酸相关。本研究通过外源添加L-脯氨酸评价其对NCD-2菌株生长量和生物膜形成的影响。结果表明,在MSgg培养基中添加L-脯氨酸培养48 h后对菌株生长不存在显著影响。采用称重法测定生物膜的湿重和干重,结果表明在MSgg培养基添加L-脯氨酸显著增加了生物膜产量,且生物膜的褶皱程度和立体结构变得更为明显。采用结晶紫染色法进行生物膜的定量测定发现,浓度为1.250～10.000 mg·mL^-1的L-脯氨酸可以显著提高菌株生物膜形成能力,而低浓度0.625 mg·mL^-1 的L-脯氨酸对生物膜形成无影响。通过RT-qPCR检测了NCD-2菌株生物膜形成相关基因tasA和epsA表达量的变化,结果表明,添加上述不同浓度L-脯氨酸能够显著提高tasA基因表达量,提高了2.53~9.98倍。除了浓度为0.625 mg·mL^-1 L-脯氨酸可提高epsA基因表达外,其他浓度没有显著改变epsA基因的表达,而且epsA基因表达量低于tasA基因。综合分析表明,L-脯氨酸促进NCD-2菌株生物膜形成不是通过改变菌株生长量,而是诱导tasA基因的表达产生更多的胞外蛋白TasA。     

生物源杀菌剂与化学杀菌剂协调防控黄瓜病害

本文研究枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis BAB-1水剂、解淀粉芽孢杆菌B.amylololiquefaciens SAB-1水剂、大花旋覆花内酯乳油与化学杀菌剂交替或混合使用对温室黄瓜病害发展的影响.寿光试验包括以下处理:交替或混合喷施50%啶酰菌胺WG、68.75%氟吡菌胺·霜霉威SC的桶混液、60%唑醚·代森联WG、40%嘧霉胺SC、50%烯酰吗啉WP、10%苯醚甲环唑WG、69%烯酰·锰锌WP、68.75%噁唑·锰锌WG、52.5%噁唑·霜脲氰WG等不同作用机理和防治谱的化学杀菌剂;混施生防菌剂BAB-1水剂、SAB-1水剂及68.75%氟吡菌胺·霜霉威SC、50%烯酰吗啉WP、25%双炔酰菌胺SC、25%吡唑醚菌酯EC等对霜霉病特效化学杀菌剂;将不同化学杀菌剂桶混液与BAB-1水剂、SAB-1水剂和化学杀菌剂桶混液交替喷施.其对黄瓜霜霉病的防效分别为94.5%、92.3%和93.6%,对黄瓜白粉病分别为90.7%、89.9%和90.4%,对灰霉病的防效分别为69.3%、85.6%和85.7%,每种病害的病害发展曲线下面积(AUDPC)相当.在定州试验中,化学杀菌剂与SAB-1混施对白粉病的防效(84%)明显高于其与BAB-1混施的防效(72.8%),对灰霉病的防效(61.3%)明显低于后者的防效(95.1%),与SAB-1、BAB-1混施后对白粉病、灰霉病及霜霉病防效分别为90.2%、89.3%和92.6%.在保定郊区试验中,将大花旋覆花内酯乳油与化学杀菌剂及BAB-1水剂、SAB-1水剂交替喷施显著降低霜霉病、白粉病及灰霉病的严重度及AUDPC,对其防效分别为83.5%、87.4%和88.5%,AUDPC分别为219、352和249,延缓了3种黄瓜病害的发展.     

脂肽类抗生素fengycin对大丽轮枝菌孢子萌发和微菌核形成的影响

 枯草芽胞杆菌NCD-2菌株能够产生脂肽类抗生素fengycin和surfactin。本研究分别比较了NCD-2野生型菌株、丧失fengycin合成的突变子MF和丧失surfactin合成的突变子MS对大丽轮枝菌的抑菌活性。结果表明,NCD-2菌株和突变子MS周围能形成清晰的透明圈,而突变子MF周围透明圈模糊,说明fengycin对大丽轮枝菌具有抑菌活性。不同浓度的脂肽提取物对大丽轮枝菌孢子萌发的抑制试验表明,NCD-2野生型菌株的脂肽提取物能抑制大丽轮枝菌孢子萌发,在0.1 mg·mL^-1浓度下对孢子萌发的抑制率为46.30%,且随着脂肽浓度的提高抑制效果更加明显;同野生型菌株相比,突变子MF脂肽提取物显著降低了对大丽轮枝菌孢子萌发的抑制效果,在0.1 mg·mL^-1浓度下对孢子萌发的抑制率仅为18.48%,而突变子MS的脂肽提取物对大丽轮枝菌孢子萌发抑制效果与野生型菌株没有显著差异。通过测试脂肽提取物对微菌核形成的影响,发现野生型菌株和突变子MS脂肽提取物均能够显著抑制微菌核的形成,而突变子MF几乎丧失了对微菌核形成的抑制作用。RT-qPCR结果证明,野生型菌株和突变子MS脂肽提取物能抑制微菌核形成相关基因的表达,而突变子MF丧失了对微菌核形成相关基因表达的抑制作用。以上结果证明,fengycin在NCD-2菌株抑制大丽轮枝菌孢子萌发和微菌核形成中发挥主要作用。     

棉花枯萎病菌新生理型菌株的分子鉴定

 Fusarium oxysporum f.sp. vasinfectum(Fov)已报道有8个生理小种和一个澳大利亚生理型,在我国只报道有3、7、8号小种。前期研究发现,我国还有一个与3、7、8号小种具有较大遗传差异的Fov新生理型。本研究通过对3、7、8号小种和新生理型菌株的翻译延伸因子(EF-1α)基因序列比对分析,发现该新生理型菌株具有特异性碱基序列。根据这些特异性碱基序列,设计了一对针对新生理型菌株的特异性引物,并证明该引物可以特异性检测Fov新生理型菌株。利用该引物对采自河北省主要植棉区的77株Fov菌株进行筛选,鉴定出2株潜在的新生理型菌株。从这2个Fov菌株中克隆出EF-1α和β-tubulin基因序列,通过构建系统发育树,证明这2个Fov菌株为新生理型菌株,而且与澳大利亚生理型菌株具有较近的亲缘关系。本研究建立的分子检测方法可用于棉花枯萎病菌新生理型菌株的鉴定。