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根际细菌Serratia plymuthica HRO-C48生防活性及其群体感应调控

作　者: 马迎新
导　师: 刘晓光；高克祥
学　校: 山东农业大学
专　业: 植物病理学
关键词: Serratia plymuthica 群体感应调控根际定殖生物防治诱导系统抗性寄主防御酶
分类号: S476
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

沙雷氏菌Serratia plymuthica HRO-C48分离自油菜根际,是一株产吲哚乙酸的植物根际促生细菌,主要通过产几丁质酶、蛋白酶和抗生素硝吡咯菌素等抗真菌因子抑制植物病原真菌。本研究通过室内抑菌活性测定和温室防治试验,分析了菌株HRO-C48作为生防菌株的潜力;进一步运用转座子插入突变的策略,通过突变分析,研究了在温室条件下,群体感应QS系统对植物病害生物防治的全局调控作用。主要研究结果如下:1.运用miniTn5转座子插入随机突变的方法构建突变体库,通过报告菌株Chromobacterium violaceum CV026平板划线检测,筛选出HRO-C48的信号分子缺失的突变株(AHL-4);通过克隆信号分子合成酶基因splIR(GenBank accession no. AY841161)和引入重组质粒构建了互补菌株(AHL-4/splIR),并经酶切反应、PCR和测序鉴定。2.采用平板对峙法测定了生防菌S. plymuthica HRO-C48的离体抑菌活性,试验结果表明,该生防菌具有广谱抗真菌活性。与14种病原真菌进行测试,产生大小不同的抑菌圈,其中对板栗疫病菌(Cryphonectria parasitica)、小麦纹枯病菌(Rhizoctonia cerealis)和苹果腐烂病菌(Valsa mali)等抑制作用较强。与野生菌HRO-C48相比,突变株AHL-4对杨树腐烂病菌和灰葡萄孢的抑制能力明显减弱,而互补菌株AHL-4/splIR的抑菌能力恢复到野生菌水平。说明QS调控HRO-C48的抑菌作用。3.使用抗生素标记法测定生防菌在番茄和菜豆体内和根际的定殖能力。供试植物用菌悬液浸种和灌根处理,出苗后四周,植物根、茎、叶部组织内未分离到目标菌;该菌在植物根际能大量定殖,定殖量稳定在2×106 cfu/g左右水平。野生菌和突变株等比较分析的结果表明,QS正向控制HRO-C48在根际的定殖。4.将细菌悬浮液对黄瓜进行浸种和灌根处理,测定对黄瓜苗期猝倒病的直接防治作用。病害调查结果表明,与自来水对照相比,HRO-C48对黄瓜苗期猝倒病的防治效果达52.38%,AHL-4的防治效果(28.57%)明显降低;而AHL-4/splIR则几乎恢复到野生菌水平(50.00%),表明QS影响HRO-C48对瓜果腐霉引起的黄瓜苗期猝倒病的防治效果。5.用细菌悬浮液对番茄和菜豆进行根部处理,测定生防菌诱导番茄和菜豆对灰霉病的抗病性。与自来水对照相比,HRO-C48能有效地降低灰霉病的发病程度,番茄和菜豆离体试验中诱导防治效果可达51.66%和51.22%;菜豆活体试验中诱导防治效果达38.64%。通过比较野生型与突变体菌株的诱导抗性效果可以看出,QS信号分子也调节HRO-C48与寄主植物的互作,除了影响在根际的定殖,同时正向控制寄主植物的系统诱导抗性ISR。6.用生防细菌野生菌株和突变株处理番茄根部,或者在番茄叶片挑战灰霉菌,均能不同程度诱导番茄叶片内寄主防御酶PAL、POD和PPO活性的增大。其中挑战接种灰霉菌诱导的三种酶活性均高于HRO-C48、AHL-4和自来水对照处理;HRO-C48诱导的PAL、POD和PPO分别在第6天、第4天、第4天达到最大,说明HRO-C48诱导的番茄对灰霉病的系统抗性,与激活寄主的防御反应正相关。

全文目录

中文摘要  8-10
ABSTRACT  10-13
第一章前言  13-31
  1.1 植物土传病害和抑病土  13-16
    1.1.1 植物土传病害  13-14
    1.1.2 常见的土传蔬菜苗期病害  14-15
    1.1.3 抑病土  15-16
  1.2 植物根际促生细菌（PGPR）  16-25
    1.2.1 基本概念  16-17
    1.2.2 PGPR 的作用机制  17-25
  1.3 细菌的群体感应（QUORUM SENSING）及其信号分子  25-29
    1.3.1 细菌群体感应的发现  25-26
    1.3.2 群体感应信号分子  26-28
    1.3.3 群体感应的生物功能  28-29
  1.4 研究内容和意义  29-31
第二章 HRO-C48 的室内生防活性和定殖  31-41
  2.1 材料与方法  31-34
    2.1.1 实验材料  31-33
    2.1.2 实验方法  33-34
  2.2 结果与分析  34-39
    2.2.1 HRO-C48 的离体抗真菌活性  34-37
    2.2.2 HRO-C48 在植物体内定殖能力  37
    2.2.3 QS 系统调控菌株HRO-C48 根际定殖能力  37-39
  2.3 讨论  39-41
    2.3.1 抗真菌活性的室内测定  39
    2.3.2 在植物体内和根际的定殖  39-41
第三章 HRO-C48 的温室生防活性及其QS 调控  41-57
  3.1 材料与方法  41-45
    3.1.1 实验材料  41
    3.1.2 实验方法  41-45
  3.2 结果与分析  45-53
    3.2.1 防治黄瓜苗期猝倒病  45-46
    3.2.2 QS 正向调控对灰霉病的诱导抗性  46-50
    3.2.3 生防菌诱导番茄寄主防御酶的活性测定  50-53
  3.3 讨论  53-57
    3.3.1 防治黄瓜苗期猝倒病  53-54
    3.3.2 诱导番茄和菜豆对灰霉病的抗性  54-55
    3.3.3 寄主防御酶的测定  55-57
第四章结论  57-60
参考文献  60-71
致谢  71-72
研究生期间发表论文  72

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