内生假单胞菌BTa14、Bar25促生抗病作用及机理的研究

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尽管在植物体内内生菌的含量微乎其微,但是在宿主植物生长发育过程中,内生菌起到的作用却不容忽视。植物内生菌通过控制酶活性的高低和产生拮抗、促生因子能力的大小来诱导植物抗病基因表达,产生广谱抗性。目前,对于植物内生菌的研究主要集中在对植物的促生和增强抗逆性、缓解盐碱胁迫对植物的迫害、提高宿主氮吸收和氮代谢水平等方面。(1)本试验从分离纯化的85株植物内生菌中选取出对果树主要病害(苹果斑点落叶病、苹果轮纹病、葡萄白腐病、葡萄炭疽病、葡萄霜霉病)具有广谱抗性的的两株植物内生菌BTa14、Bar25,利用内生菌株BTa14、Bar25菌落特点、生理生化特征及16SrDNA进行分析,明确了内生菌株BTa14为绿针假单胞菌属,Bar25为亚麻假单胞菌属。(2)试验采用正交试验确定绿针假单胞菌BTa14最优发酵条件为30℃、6.0初始pH、100 mL瓶装量、1 mL接种量;亚麻假单胞菌Bar25的最优发酵条件为30℃、6.0初始pH、75 mL瓶装量、2 mL接种量。将OD620=0.5的假单胞菌BTa14、Bar25无菌发酵液置于不同温度下处理,观察对苹果斑点落叶病的抑制作用,发现60℃下假单胞菌BTa14、Bar25抑菌活性降低,但并未失活,仍具有一定的抗菌作用。调节菌株培养液pH至不同值,观察对苹果斑点落叶病的抑制作用,发现假单胞菌BTa14、Bar25在pH为6.08.0间下抑菌抗病效果最明显,pH过高或过低均会失去对果树病害的抑制作用。(3)通过观察、测量试验植物根长、株高,直观表现出BTa14、Bar25可对植物产生促生作用,测定生长激素(生长素、赤霉素、细胞分裂素)含量,明确BTa14、Bar25可通过促进生长激素的分泌从而促进植物生长。(4)通过对内生菌拮抗因子(蛋白酶、纤维素酶、果胶酶)活性及病菌菌丝的抑制作用的检测发现,假单胞菌BTa14、Bar25发酵液中均可产生拮抗因子,活性较高,可以导致病原菌菌丝膨大、扭曲、畸形从而影响病菌生长。分别使用氮蓝四唑还原法、愈创木酚比色法、紫外吸收法测定SOD酶、POD酶、CAT酶的活性,结果发现假单胞菌BTa14、Bar25可提高葡萄中抗逆酶活性。用BTa14、Bar25分别处理葡萄5 d后,接种葡萄霜霉病菌,结果得出经过内生菌处理的试验组发病程度明显降低,病原菌定量生长测定结果与表型一致,与对照相比,BTa14、Bar25可显著抑制葡萄霜霉病增殖。此外,BTa14、Bar25处理葡萄后能直接激发防卫相关基因PR1、NPR1和PAL1表达,和单独接种病原菌相比,BTa14、Bar25预处理后接种病原菌可激发植物体内更强的细胞防卫反应并诱导防卫反应基因更强更快的表达,同时诱发过氧化氢的积累和过敏性细胞死亡。
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