生防链霉菌TD-1菌剂制备及抗病促生效果研究

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随着人民生活水平的日益提高,尤其是人们对生活质量要求的提高,全球都在积极发展绿色、有机生态农业,在其过程中就要求不用或限量使用化学肥料、化学农药和其它化学物质等。针对化学药剂治标不治本等防控方法的不足,采用生物防治是有效的途径之一。在植物病害的防治中,部分替代或者完全替代化学药剂,既能满足现代农业对环境保护的要求,也能避免化学农药残留导致的食品安全等问题。因此,生物防治技术作为农业可持续发展的有效方法之一,越来越受到人们的关注。本论文以链霉菌TD-1为研究对象,初步探究该链霉菌与植物病原菌(青枯菌、灰霉病菌)之间的关系,分析了该链霉菌在植物应用中的相关生物学特性;采用固态发酵技术,对发酵过程中影响链霉菌TD-1生长状况与活菌量的相关外界因素进行了研究,确定出制备生防链霉菌TD-1菌剂的最佳工艺条件;进行温室盆栽病理学实验,研究该生防链霉菌TD-1菌剂对土传病菌番茄青枯菌的防治作用、对番茄种子萌发的影响以及对番茄植株生长与根系的影响,采用荧光定量PCR(RT-qPCR)技术,分析了番茄叶片抗病相关基因的表达量,并结合抗病相关防御酶活性来综合评价该生防链霉菌TD-1菌剂对番茄植株的诱导系统抗性情况,进而阐述该链霉菌TD-1菌剂的生防机制。主要研究结果如下:(1)采用光学显微镜和扫描电子显微镜,对生防链霉菌TD-1和病原菌青枯菌的形态进行了观察。结果表明:该链霉菌TD-1菌落呈圆形且质地致密而不蔓延,边缘有辐射状的菌丝,产白色孢子,基内菌丝为粉色或红色;菌丝细长,紧密交织在一起,无分隔,无断裂,多分支,呈放射状,孢子呈圆形且较小;孢子表面光滑,呈长链圆柱形,一节一节紧密连接,大小约为0.5~2μm。番茄青枯菌为革兰氏阴性菌(G-),菌体形态呈椭圆形短杆状,紧密堆积在一起,半透明状,大小约为2μm。分别采用点接喷雾法和平板对峙法,测定该链霉菌TD-1对病原细菌(青枯菌)与病原真菌(灰霉病菌)的抑制作用,拮抗菌的半径分别为8mm与12mm,表明该链霉菌TD-1具有一定的生防作用。(2)研究链霉菌TD-1在预防植物病害中的相关生物学特性。结果表明,该链霉菌TD-1具有一定的耐盐、耐旱特性,具有溶解难溶无机磷和抵抗某些抗生素的能力。链霉菌TD-1能够产生抑制病原真菌生长的纤维素酶、几丁质酶、β-葡聚糖酶,并测定了链霉菌TD-1在不同培养时间的几丁质酶、β-葡聚糖酶活,发现在培养第5d时,几丁质酶活性达到最大11.28U/mL,培养第7d时,β-葡聚糖酶活性达到最大1.64U/mL。链霉菌TD-1能够产生促进植物生长的铁载体和植物生长激素吲哚乙酸(IAA),并测定了链霉菌TD-1在不同培养时间的铁载体活性和产吲哚乙酸的量,发现在培养第4d时,铁载体活性达到最大54.2%,培养第15d时,链霉菌TD-1产吲哚乙酸的量达到最大为57.12μg.mL-1。(3)采用固态发酵技术,确定了生防链霉菌TD-1菌剂制备最佳工艺条件。即:30g基础发酵培养基(低值陈米)、无机盐浓度为C水量4mL(pH 7.0)、接种量4mL(种子液)、30℃培养7d;将培养好的基质放置于25~35℃通风烘箱中干燥或常温下自然干燥,粉碎,即得生防链霉菌TD-1菌剂,其有效成分为链霉菌TD-1活菌孢子和/或菌丝体和/或链霉菌TD-1的代谢产物。经检测,该菌剂活菌生物量为7.1×1011cfu/g,且在一定温度条件下,低温相对更有利该微生物菌剂的储存。(4)研究发现,该生防链霉菌TD-1菌剂在一定程度上能够促进番茄种子的萌发和番茄苗的生长。温室盆栽实验结果表明:生防链霉菌TD-1菌剂能够起到防治土传病害番茄青枯病、促进番茄植株生长(株高、根重、茎重、根长)、提高根系活力的作用;在一定程度上能够提高番茄叶片相关诱导抗病防御酶的活力(SOD、PPO、POD),降低番茄叶片丙二醛(MDA)含量,减少叶片膜脂过氧化作用;能够提高番茄叶片获得诱导系统抗性反应的3个信号途径基因(Pin2、PR-1a、Osmotin-like)的相对表达量,进而提高番茄植株在逆境中的抵抗能力。
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