棉花枯萎病拮抗短小芽胞杆菌筛选鉴定及生防研究

为获得对棉花枯萎病有较好生防效果的拮抗细菌,从健康海岛棉植株根围土壤中分离筛选棉花枯萎病拮抗细菌,探索研究拮抗菌株的抑菌作用,为其生物防治提供潜在资源菌。采用平板对峙法,以海岛棉枯萎病尖孢镰刀菌为靶标菌,从土壤中分离到的120株细菌菌株中筛选拮抗菌株。测定拮抗细菌发酵液抑菌活性,通过促芽和盆栽试验筛选生防效果最好的菌株,同时测定该菌株对棉花枯萎病的抑菌效果和耐盐碱性。基于形态特征、生理生化特性和16S rDNA序列分析鉴定菌株分类地位。从120株细菌中筛选到1株对棉花枯萎病拮抗作用很强的菌株,编号为KX-33。促芽分析和盆栽试验结果表明,菌株KX-33能明显缩短出芽时间,促进棉苗生长。对病原菌DD64、DD89、DD11和DD22防效分别为75.32%、72.77%、69.48%和68.81%,均显著高于对照药剂处理（P<0.05）。耐盐碱分析表明,菌株KX-33具一定的耐盐碱性。菌株KX-33镜检为革兰氏阳性菌、呈杆状、有芽胞,16S rDNA和序列与Bacillus pumilus（FJ763643.1）同源性最高。海岛棉根围土壤微生物中含有棉花枯萎病拮抗细菌,经鉴定菌株KX-33为短小芽胞杆菌Bacillus pumilus,促生和抑菌作用显著,在海岛棉枯萎病生物防治中具有潜在的应用价值。     

生防菌解淀粉芽胞杆菌Ht-q6可湿性粉剂的研制及对番茄病害的田间防效

为了研制一种高效、安全及无污染的生防菌剂,本文以核桃内生生防菌解淀粉芽胞杆菌Ht-q6为材料,通过室内筛选和田间试验,确定了生防菌Ht-q6可湿性粉剂的最佳助剂配方及对番茄叶霉病和灰霉病的田间防效。结果表明,可湿性粉剂的最佳配方为载体硅藻土（85%）、润湿剂十二烷基苯磺酸钠（6%）、分散剂木质素磺酸钠（6%）、稳定剂KH₂PO₄（1.0%）、紫外保护剂抗坏血酸（1.0%）。该粉剂芽胞含量2.28×10¹⁰ cfu/g、杂菌率0.5%、pH 5.8、细度93.5%、干燥减量2.5%、润湿时间45 s、悬浮率85.6%,符合国家标准值,质量合格。同时采用喷雾法测定了不同浓度菌剂对大棚中番茄病害的防治效果,结果表明,稀释200×（制剂用量225 g/667m²）的可湿性粉剂对番茄灰霉病和叶霉病的防效分别为77.1%和74.3%,与对照药剂75%百菌清的防效相比,叶霉病防效差异不显著而灰霉病防效差异显著。该菌剂的研制在生产实践中为番茄病害提供一条生防途径。     

地衣芽胞杆菌HS10原生质电转化体系的研究

地衣芽胞杆菌Bacillus licheniformis HS10及其粗蛋白对多种病原真菌具有防治效果,为挖掘其生防功能基因,本研究通过对原生质体的制备、再生培养基、渗透压稳定剂、电击参数等试验条件进行优化,建立了地衣芽胞杆菌HS10原生质体电转化法。结果表明最佳转化条件为:转接培养10h达到对数生长后期的菌体,浓缩4倍后,利用终浓度1mg/mL的溶菌酶,于37℃、150r/min酶解20min,酶解效率达到99.34%,1×SMM洗涤3次,调整菌浓度至1.0×108 cfu/mL,并通过1.6kV、5ms的电击后,迅速在SMMP溶液中100r/min、37℃恢复6~10h,涂布于含Kan和Erm的再生培养基DM3平板。将该方法用于突变体库构建的质粒pMarA(8 253bp)和基因敲除质粒pMADΔCP(13 043bp)的大片段质粒转化,分别获得了37cfu/μg DNA和10cfu/μg DNA阳性转化子。该遗传转化体系为地衣芽胞杆菌HS10中相关基因功能的研究提供了技术支撑。     

植物内生枯草芽孢杆菌Em7菌株对葡萄灰霉病菌的抑菌活性

通过室内皿内对峙抑菌试验、分生孢子萌发抑制试验、离体果实接种试验以及电镜技术,研究测定了分离自小麦根部的植物内生枯草芽孢杆菌Em7菌液对葡萄灰霉病菌Botrytiscinerea Pers.的抑制作用及抑菌机理。结果表明:用Em7菌液处理葡萄灰霉病菌后,在PDA培养基上形成了明显的抑菌圈,直径达2.81 cm;菌液对分生孢子萌发的抑制率达到88.65%;经Em7菌液处理后,离体果实病情指数明显低于空白对照,相对防治效果达到78.92%。电镜观察发现,处理组菌丝生长异常,体表凹凸不平,局部膨大成结或缢缩,分枝变多,菌丝体内液泡增多,细胞壁增厚,细胞膜透性发生变化。表明植物内生枯草芽孢杆菌Em7菌株对葡萄灰霉病菌有良好的抑制作用,并且可以有效控制葡萄灰霉病的发生。     

苏云金芽胞杆菌JQ23的表型鉴定及对韭菜迟眼蕈蚊的防治效果

韭菜迟眼蕈蚊是韭菜生产上的重要害虫,实验室从河南省采集的土样中分离获得1株对韭菜迟眼蕈蚊幼虫高毒力的Bt新菌株JQ23。经BiologGENⅢ细菌鉴定系统分析菌株JQ23为苏云金芽胞杆菌,相似率为0.596;通过室内生物活性测定,明确菌株JQ23对韭菜迟眼蕈蚊2龄幼虫72h的LC₅₀值为8.38×10⁶芽胞/mL;经室内盆栽防治试验结果表明,菌株JQ23在1×10⁷芽胞/mL浓度下,采用滴灌法连续用药3次,间隔7d,对韭菜迟眼蕈蚊的防治效果达到86.28%;经春季田间小区试验,再次验证菌株JQ23在1×10⁸芽胞/mL浓度下,采用滴灌法连续用药3次,间隔7~10d,对韭菜迟眼蕈蚊的防治效果达到66.75%。由此可见,菌株JQ23能够有效地控制韭菜迟眼蕈蚊的虫口数量,减少作物的受害率,达到较好的防治效果。     

番茄青枯病生防芽胞杆菌的筛选与鉴定

为了有效利用芽胞杆菌资源,本研究采用抑菌圈法从不同地理来源的芽胞杆菌中筛选出24个对青枯雷尔氏菌具有拮抗作用的菌株。其中,6个菌株对青枯雷尔氏菌的抑菌圈直径大于14.00 mm,菌株FJAT-11709的抑菌圈直径最大,为14.78 mm。盆栽试验比较了6个菌株对番茄青枯病的防治效果,结果表明,菌株FJAT-20261和FJAT-19700防效最好,分别达72.73%和67.77%。通过形态特征、生理生化测定及16S rRNA基因序列分析,菌株FJAT-20261和FJAT-19700分别被鉴定为耐寒短杆芽胞杆菌和特基拉芽胞杆菌。本文报道这2种芽胞杆菌对青枯雷尔氏菌具有拮抗作用,为青枯病的生物防治提供了新的菌株资源。     

对黏虫具有杀虫活性的Bt蛋白筛选及分析

为筛选对黏虫[Mythimna separata(Walker)]具有毒杀作用的苏云金芽胞杆菌杀虫蛋白,本研究提取Cry1类、Cry2类、Cry9类及Vip3A类等11种蛋白,通过人工饲料喂毒方法对黏虫进行生物活性测定。结果表明,Cry1Ac、Cry1Ab、Cry2Ab、Cry1Be及Cry1Bb蛋白对黏虫具有杀虫活性,其致死中浓度依次为5.09、17.71、26.75、27.42及43.93μg/g;Cry9Aa、Cry9Eb、Cry9Ee蛋白对黏虫生长具有抑制作用,其浓度为10μg/g时的体重抑制率分别为78.4%、79.0%、86.9%,浓度为100μg/g时的体重抑制率分别为92.8%、95.7%、96.7%;Cry1Ba、Cry1Ca和Vip3Aa蛋白对黏虫无显著活性。本研究为黏虫的生物防治奠定了基础,并为抗虫转基因作物的研究提供优良的候选基因。     

对绿盲蝽具有杀虫活性Bt菌株的筛选及Cry15Aa蛋白活性的研究

Bt棉有效控制了棉田主要害虫棉铃虫(Helicoverpa armigera),然而原来处于次要地位的刺吸式口器害虫盲蝽(Heteroptera:Miridae)为害逐年加重,目前对绿盲蝽(Apolygus lucorum Meyer-Dür)有效的抗虫基因未见报道。本研究以本实验室保存的Bt杀虫基因和菌株为材料,对绿盲蝽进行杀虫活性筛选。利用本实验室先前克隆的Mtx类杀虫基因cry15Aa表达产物进行绿盲蝽杀虫活性测定,研究结果显示Cry15Aa蛋白对绿盲蝽具有一定的杀虫活性。通过杀虫活性测定,获得对绿盲蝽有效的Bt菌株20株;对这些菌株表达蛋白进行质谱鉴定,LC-MS/MS质谱鉴定结果显示,这些菌株可能含有Cry1Aa、Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1Ae、Cry1Af、Cry1Ag、Cry1Ah、Cry1Ba、Cry1Be、Cry8Ha等十余种对鳞翅目、鞘翅目害虫有杀虫活性的蛋白片段,并且有4株Bt菌株样品中检出了Mtx类杀虫蛋白Cry15Aa的片段。但是进一步基因鉴定结果表明,这4株菌株并不含有cry15Aa全长基因,推测这些菌株中含有Cry15类的新基因。上述研究结果表明这些菌株中可能存在对盲蝽有效的新型杀虫蛋白。本研究在发现了cry15Aa基因所表达的蛋白对绿盲蝽具有杀虫活性的同时,获得了对绿盲蝽具有杀虫活性的Bt新菌株,对绿盲蝽的生物防治具有重要的意义。     

三种微生物杀虫油烟剂成烟后菌体活性的测定

本研究通过电子显微镜扫描和菌体活性测定三种微生物杀虫油烟剂成烟后菌体的活性,结果表明:使用烟雾机分别施放白僵菌、苏云金杆菌和松毛虫质型多角体病毒三种微生物杀虫油烟剂,其成烟后,三种菌体能保持原来的形态和活性,白僵菌孢子能正常萌发,苏云金杆菌芽孢在营养琼脂上能形成晶体,松毛虫质型多角体病毒能有效地感染松毛虫,为进一步研究常规和应急防治松毛虫的简单易行、高效的使用方法提供技术依据。     

胡椒瘟病生防菌 Bacillus subtilis VD18R19 全基因组测序及 比较基因组学分析

Bacillus subtilis VD18R19 具有促进胡椒生长和防治胡椒瘟病的效果,全基因组测序是其分子机理研究和开发 利用的重要基础。本研究采用第二代 Illumina 平台与第三代 PacBio 平台相结合的测序技术,对生防菌 VD18R19 进行 全基因组测序,并进行比较基因组学分析。结果发现,VD18R19 全基因组大小为 4 123 380 bp,GC 含量为 43.80%, 编码基因 4 245 个;含有 tRNA 85 个、rRNA 30 个、sRNA 33 个;含有串联重复序列 60 个,其中小卫星 DNA 43 个、 微卫星 DNA 1 个;共线性分析、core-pan 基因分析及基因家族分析结果均显示 VD18R19 与模式菌株 B. subtilis 168 具 有高度的同源性;antiSMASH 软件预测及同源序列比对结果显示,VD18R19 菌株中含有 6 个抑菌次生代谢产物合成基 因簇,编码 surfactin、plipastatin、bacillibactin、bacilysin、bacillaene、subtilosin A 等抑菌物质,其合成途径涵盖了核 糖体途径、非核糖体途径和聚酮合酶途径。本研究为深入研究生防菌 VD18R19 的分子机理奠定生物信息学基础,有利 于生防菌株及其抑菌次生代谢产物的开发和利用。