[目的]从黄河三角洲盐碱地中筛选到具有抗盐促生作用的一株根际菌,制成菌剂用于缓解玉米植株的高盐胁迫.[方法]通过功能培养基、16S rDNA序列和全基因组分析,确定菌株种属以及对玉米植株的抗盐促生效果.[结果]从黄河三角洲盐碱地中筛选到一株可在0-16%的NaCl和pH 5-8的条件下正常生长的萎缩芽孢杆菌CNY01,该菌株可促进玉米在高盐条件下生长,具有降蛋白和解钾的能力,还可抑制青枯雷尔氏菌、串珠镰刀菌等病原菌的生长.玉米植株在含 100 mmol/L NaCl的营养液中生长8 d时,施加菌株CNY01 可使植株的生理株高、根长和鲜重分别提高 38.80%(P<0.01)、23.73%和 28.19%(P<0.01).玉米植株在加 100 mmol/L NaCl的高盐盆栽条件下生长 28 d时,菌株CNY01 可使植株的株高、地上鲜重和地下鲜重分别提高 10.84%、41.87%(P<0.01)和 23.29%.全基因组序列分析也预测出该菌株基因组中含有维持细胞渗透压、合成应激蛋白等缓解高盐胁迫的基因.[结论]从黄河三角洲盐碱地中筛选到一株具有防病促生功能的萎缩芽孢杆菌CNY01,对玉米植株有显著的抗盐促生作用,结合基因组结果预测到该菌株含有与抗盐促生相关基因,是重要的菌种资源.

香豆素类化合物是自然界非常重要的一大类天然化合物,在医学方面应用广泛,具有抗癌、抗炎、抗凝血及抗菌等多方面活性,香豆素类化合物的农用生物活性也逐渐被重视.本文综述了近年来香豆素类化合物在抑菌生物活性方面的研究成果,医学上主要对象是金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、β-溶血性链球菌、流感嗜血杆菌、霍乱弧菌等;在农用抑菌方面则集中在青枯雷尔氏菌、辣椒疫霉病菌、白粉病菌、番茄灰霉病菌、小麦赤霉病菌等.进一步,列举了23种潜在的香豆素类化合物及其抑菌活性,简要分析了香豆素类化合物抑菌活性的构效关系和作用机理.香豆素类化合物母核具有多个取代位点,可作为一种先导化合物,合成更加有效的香豆素类化合物衍生物,具有广阔的应用价值.

[目的]由青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的植物青枯病是一种毁灭性土传病害.胞外多糖(extracellular polysaccharides,EPS)是青枯雷尔氏菌关键的致病因子之一.通过构建胞外多糖缺失突变株,研究胞外多糖在青枯病致病中的作用.[方法]从青枯雷尔氏菌FJAT-91的基因组中克隆出胞外多糖合成结构基因epsD同源臂,克隆至自杀性质粒pK18mobsacB,再将庆大霉素抗性基因(Gm)插入同源臂中间,获得重组质粒pK18-epsD.将重组质粒转化至青枯雷尔氏菌FJAT-91感受态细胞中,通过同源重组敲除epsD基因,获得EPS合成缺失的突变株FJAT-91ΔepsD.研究突变株与野生菌株在菌落形态、胞外多糖合成、运动能力、定殖能力的差异性.[结果]突变菌株FJAT-91ΔepsD与出发菌株FJAT-91相比:胞外多糖产量显著减少,生长较慢;泳动能力(swimming motility)和群集运动能力(swarming motility)显著降低;在番茄苗根部和茎部的定殖能力显著降低;弱化指数(AI)为0.905,鉴定为无致病力菌株.[结论]胞外多糖在青枯雷尔氏菌的致病中起着关键的作用,本课题研究成果为开发植物疫苗提供了优良的材料与研究基础.

烟草青枯病是由青枯雷尔氏菌(Ralstonia Solanacearum)引起的细菌性土传病害,严重危害我国烟草的生产.烟草青枯病的发生与土壤微生物的变化密切相关.从土壤理化性质、微生物群落结构、生态网络等方面系统地综述了烟草青枯病与土壤微生物间的关系,并进一步总结了目前生物防治烟草青枯病的相关机制,以期为推进烟草青枯病的生态防治提供参考.

为实现植物青枯病的早期诊断,需要建立一种适于田间快速便捷检测青枯病菌的方法.以细胞色素C基因为靶标设计一套特异性引物,建立了植物青枯病的LAMP检测方法.此方法最低检测极限为1 pg,可在1 h内完成,不依赖昂贵复杂的仪器,结果可经肉眼观察.利用此方法,在人工接种发病的茄子、番茄、花生、芝麻和凹头苋茎部浸出液和马铃薯病薯块茎组织液中均检测出青枯病菌的存在,尤其适用于田间疑似罹病的芝麻、花生、番茄、马铃薯和甘薯等植株的检测,且LAMP法的检出率远高于PCR法.应用LAMP技术检测青枯病菌快速高效、特异性强、灵敏度高,操作简单,适于在基层推广运用.

[目的]从抑病型番茄根际土壤中筛选青枯病的高效拮抗促生菌,阐明其防病促生机制.[方法]以番茄青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)为靶病原菌,采用平板抑菌圈法,筛选拮抗菌;通过BOX-PCR指纹图谱鉴定菌株多样性,以平板透明圈法评价其产酶活性,并针对抑菌能力强、产酶种类多的拮抗菌开展16S rRNA基因系统发育分析;通过温室试验评价拮抗菌的防病促生能力,并在此基础上通过实时荧光定量PCR研究生防细菌对番茄青枯病的防病促生机制.[结果]从番茄根际土壤分离获得29株细菌,其中15株对青枯菌具有拮抗功能,进一步通过BOX-PCR指纹图谱、酶活分析获得4株具有潜在防治番茄青枯病、促进生长的功能菌(B2、B5、B20、B23),通过16S rRNA系统发育分析鉴定B2拮抗菌为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens),B5和B20拮抗菌为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),B23拮抗菌为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis);温室试验表明,B2、B5、B20、B23拮抗菌的抑病效果分别为35.59％、8.47％、32.20％、96.61％,并且均能显著增加番茄生物量和生理性状,如地上部鲜重、总叶绿素含量、地下部根尖数等.B2、B5、B23拮抗菌显著促进番茄株高和根长,B2、B20、B23拮抗菌显著增加茎粗;而B23拮抗菌显著增加根系分叉数;实时荧光定量分析表明,B2、B20、B23拮抗菌株可促进抗病相关功能基因PR1α、POD1的表达量,B2、B5、B23拮抗菌促进吲哚乙酸(IAA)信号通路应答关键基因ctd1的表达量,B2、B5、B20、B23拮抗菌均降低乙烯(ETH)信号通路应答关键基因ERF2的表达量.[结论]本研究分离筛选获得4株对番茄青枯病具有显著防治效果以及促进番茄生长的PGPR菌株,可为定向筛选植物促生防病菌提供理论依据.

[目的]为了提高黑曲霉(Aspergillus niger xj)对青枯雷尔氏菌的拮抗活性.[方法]首先采用常压室温等离子体诱变技术对黑曲霉xj菌株进行诱变处理,然后以青枯雷尔氏菌作为指示菌,通过琼脂柱法和滤纸片法筛选正突变株,并对正突变株遗传稳定性进行研究,最后通过二倍稀释法测定其最小抑菌浓度.[结果] ARTP诱变黑曲霉xj 120 s时,筛选得到一株遗传稳定且具有高效拮抗能力的菌株120S-8,菌株120S-8连续传代14代变异系数比出发菌小且抑菌活性无明显下降,菌株120S-8抑菌圈直径(36.43 mm ±1.41 mm)相比出发菌抑菌圈直径(27.85 mm±2.22 mm)增加30.8％,生长稳定期(3 d)较出发菌株(4 d)提前1d到达,最小抑菌浓度(7.50 g/L)较出发菌株(15 g/L)低50％,且抑菌谱更广.[结论]常压室温等离子体诱变技术处理黑曲霉xj后,菌株抑菌活性在现有基础上提高了50％,同时遗传性稳定性增强了13.5％.为研发黑曲霉应用于青枯病的生物防治提供菌株资源.

生物防治由于其高效无害的优势成为植物细菌性病害防治方面的研究热点.噬菌体有极强的宿主特异性,且来源广泛,易于获得,应用其防治青枯病具有良好的发展前景.通过双层平板法从青枯病暴发的田块土壤中分离噬菌体,经单斑纯化后,由透射电子显微镜进行形态学鉴定,并以平板稀释法测定其生物学特征.以致病性青枯菌为宿主,从发生辣椒青枯病的田间土壤中成功分离出一株噬菌体φRSm2C,依据形态学鉴定其为一株肌尾噬菌体,颗粒大小为128.27±5.66 nm.生物学特征测定显示φRSm2C的最佳感染复数(MOI)为1,潜伏期约为90 min,暴发期约为180 min,裂解量为112;φRSm2C能够裂解试验所用8株青枯菌中的3株,并且能同时裂解演化型Ⅰ和演化型Ⅱ的青枯菌;φRSm2C热稳定性、pH稳定性和有机试剂耐受性均较好,但对紫外线较为敏感;φpRSm2C在60℃以下活性稳定,在pH 6-9范围内活性稳定,对乙醇较为敏感.本研究表明φpRSm2C是一株烈性青枯菌肌尾噬菌体,能裂解多种青枯菌,且其稳定性较好,有作为生物农药防治植物青枯病的潜能.

[目的]探究水肥菌一体化基质栽培系统番茄青枯病害发生与根际群落结构的相互关系.[方法]通过田间病情调查,统计番茄青枯病发病率和病情指数,进而利用高通量测序技术比较分析感染青枯病和健康番茄植株根际基质细菌群落结构多样性和组成.[结果]番茄植株在生殖生长期(移栽后60 d)的发病率(6.17％)和病情指数(5.11)均大于营养生长期(移栽后30 d)(分别为2.5％和1.25).青枯雷尔氏菌在发病初期(1级和2级)植株根际分布数量显著大于发病后期(3级和4级).病株根际基质Chao1指数和Shannon指数均显著低于健株根际基质.与健株根际基质相比,病株根际基质中变形菌门(Proteobacteria)的相对含量极显著增加,放线菌门(Acidobacteria)和蓝细菌门(Cyaniobacteria)的相对含量极显著降低(P＜0.01),罗纳杆菌属(Rhodanobacter)和病原菌所在雷尔氏菌属(Ralstonia)相对含量显著增高,冗余分析(redundancy analysis,RDA)显示其与青枯雷尔氏菌的分布数量呈正相关,而慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、粒状胞菌属(Granulicella)、海管菌属(Haliangium)和德沃斯氏菌属(Devosia)含量显著降低(P＜0.05),RDA分析显示其与青枯雷尔氏菌的分布数量呈负相关.[结论]番茄感染青枯病后根际基质微生物多样性和有益菌群数量显著降低,因此,可以通过添加有益菌,调控土壤微生物群落组成来抵御土传青枯病害.