收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

芽孢杆菌及其脂肽类化合物防治植物病害和促进植物生长的研究

王帅  
【摘要】: 应用生防菌防治植物病害已经有很多年了,植物根围促生细菌(PGPR)能够防治各种真菌、细菌和病毒病害。PGPR防治植物病害的机制主要是通过与病原菌竞争营养和空间位点、产生抗生素抑制病原物的发展和诱导植物产生抗病性,另外,PGPR也能够通过产生一些植物激素或促进植物在土壤中吸收更多的矿物质、氮或钾而促进植物的生长。芽孢杆菌(Bacillus spp.)是一类PGPR菌株,能够促进植物生长和防治植物病害。本文以芽孢杆菌为材料,对芽孢杆菌防治植物病害和促进植物生长的分子机理、芽孢杆菌产生脂肽类化合物的发酵条件和脂肽类化合物防治植物病害进行了系统研究,主要研究结果如下: 1.温室实验结果表明,在接种烟草花叶病毒(TMV)28天后调查发现,芽孢杆菌明显促进了烟草的株高和鲜重,并显著降低了TMV的发病程度。TMV在芽孢杆菌处理烟草叶片中的含量也明显低于对照。RT-PCR分析了烟草经芽孢杆菌处理后信号调节基因Coil、NPR1和防卫基因PR-la、PR-1b的表达情况,结果表明,芽孢杆菌能够诱导烟草产生诱导系统抗性(ISR)并伴随抗性相关基因的表达。RT-PCR还分析了两个调节植物细胞生长的扩张蛋白基因NtEXP2和NtEXP6,结果表明芽孢杆菌能够促进烟草生长可能是由于诱导了扩张蛋白基因的表达。此外,本实验还分析了烟草过敏性细胞坏死(HCD)标志基因hin1、hsr203的表达情况和烟草接种TMV后活性氧产生量的变化情况,结果表明芽孢杆菌处理后能够明显诱导基因hin1、hsr203的表达,以及在处理烟草接种TMV后活性氧的产生量明显高于对照。 2. HpaGxooc是由水稻细条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola)产生的一种非特异性蛋白激发子,属于harpin蛋白家族。HpaGXooc能够激发非寄主植物的过敏性细胞坏死,诱导植物抗病、抗虫和抗旱,而且能够促进植物生长。芽孢杆菌(Bacillus spp.)是一类非常重要的生防细菌,能够有效的防治植物病害和促进植物生长。为了进一步提高芽孢杆菌的拮抗性能,获得更好的生防效果,我们运用基因工程的方法将HpaGxooc蛋白编码基因转化B. subtilis OKB105,并得到了基因工程菌株OKBHF.在本研究中我们旨在了解基因工程菌株OKBHF是否比原始菌株OKB 105有更好的生防功能和促生作用。温室试验结果表明,在接种黄瓜花叶病毒(CMV)28天后,OKBHF处理的番茄与OKB105和其他芽孢杆菌菌株处理的番茄相比,明显促进了番茄的株高、鲜重和花果数,CMV的病害严重度也明显降低。分别在接种14、21和28天后调查发现,与OKB105和其他芽孢杆菌处理相比,OKBHF处理明显降低了番茄叶内的病毒含量。此外,RT-PCR实验表明,OKBHF和OKB 105都能够诱导番茄中扩张蛋白基因LeEXP2. LeEXP5和LeEXP18, Pti激酶基因Pti4和Pti6,调控基因NPR1,以及效应基因PR-1a的增强表达,但是OKBHF诱导番茄各基因的表达量要明显高于OKB105.通过本试验我们发现,将HpaGxooc蛋白编码基因转化B. subtilis OKB 105得到的基因工程菌株OKBHF能够更好的诱导植物抗病性和促进植物生长,在农业生产上具有巨大的应用潜力。 3.以枯草芽孢杆菌G1为出发菌株,研究了发酵过程中不同培养条件和不同培养基对G1菌株产生脂肽类抗生素的影响。结果表明:最有利于脂肽类抗生素产生的发酵条件是初始pH 7.0,接种量3%,发酵培养温度30℃,发酵时间38 h时,而最佳培养基为Landy培养基。在提取脂肽类抗生素粗提物的过程中发现,加酸至pH 4.0时脂肽类抗生素几乎能够完全沉淀。在Landy培养基和上述发酵条件下,最多能产生脂肽类抗生素粗提物6.5 g/L。利用HPLC技术对产生的脂肽类抗生素进行定量分析,结果表明产生的纯脂肽类抗生素最高达2.4 g/L。 4.以枯草芽孢杆菌G1为出发菌株,通过30 L、1000 L发酵罐的中试发酵试验和HPLC分离纯化方法,最终确定了工业化中试发酵G1菌株的最佳发酵条件:在玉米培养基条件下,初始pH 7.0,种子菌经平板活化,再经一、二级种子菌放大,以3%的接种量转接入发酵罐,容氧率为30%、搅拌速度由容氧率控制,30℃培养38 h,最多能产生脂肽类抗生素粗提物5.4 g/L。利用HPLC技术对产生的脂肽类抗生素进行定量分析,结果表明产生纯的脂肽类抗生素达1.35 g/L。 5.脂肽类化合物是由枯草芽孢杆菌(B. subtilis)产生的天然抗菌物质,包括表面活性素(surfactin)、伊枯草菌素(iturin)和泛革素(fengycin).其中surfactin不仅是高活性的表面活性剂,同时也是具有广泛用途的生物活性物质,表现出抗病毒、抗肿瘤和抗支原体活性。而iturin和fengycin具有强抗真菌活性,抗菌谱广.脂肽类生物农药是由本实验室研究开发的,并获得一项发明专利“枯草芽孢杆菌脂肽类生物农药和应用”。在大棚和田间小区条件下测定了脂肽类生物农药对病毒病害和真菌病害的防治效果,探索脂肽类生物农药在生物防治中的应用前景。实验结果表明,在温室大棚内,脂肽类生物农药G1对辣椒病毒病有较好的防治效果,防效达74.2%,脂肽类生物农药B3对辣椒灰霉病和黄瓜霜霉病有较好的防效,防效为56.3%和52.0%。同时脂肽类生物农药G1和B3也能促进辣椒和黄瓜的生长并能够提高辣椒叶绿素的含量。另外,在田间实验小区,脂肽类生物农药B3和G4对油菜菌核病也有一定的防治效果,防效为37.3%和31.4%,并能够促进油菜的生长。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 赵新林;赵思峰;;枯草芽孢杆菌对植物病害生物防治的作用机理[J];湖北农业科学;2011年15期
2 余贤美;周广芳;辛力;;枯草芽孢杆菌Bs-15产嗜铁素条件及其对甜椒的防病促生效应[J];农药学学报;2010年02期
3 李国婧,姜树原,吴自荣,王水平,王瑞刚;转枯草芽孢杆菌纤溶酶基因对烟草氧自由基和保护酶系统的影响[J];中国农学通报;2005年02期
4 李晶;杨谦;;生防枯草芽孢杆菌的研究进展[J];安徽农业科学;2008年01期
5 邱旺;张东杰;;枯草芽孢杆菌apr基因表达载体的构建[J];黑龙江八一农垦大学学报;2010年02期
6 孙晓宇;沈卫荣;韩丽萍;路鹏鹏;门欣;;枯草芽孢杆菌BSK1抗菌物质的初步研究[J];陕西农业科学;2010年06期
7 杨锋;章亭洲;;枯草芽孢杆菌生物学特性的研究[J];饲料研究;2011年03期
8 李瑞芳;薛雯雯;黄亮;熊前程;王彬;;枯草芽孢杆菌感受态细胞的制备及质粒转化方法研究[J];生物技术通报;2011年05期
9 韩继宏,阮宜兵,黄志诚;枯草芽孢杆菌及其在水产养殖中的应用[J];渔业致富指南;2002年22期
10 王振华,潘康成,张均利,杨金龙;枯草芽孢杆菌制剂在奶牛生产上的应用研究[J];饲料广角;2005年19期
11 卢剑;饶锐;刘模发;;微生物以菌克菌在葡萄上的应用[J];湖北植保;2006年03期
12 韩学易;陈惠;吴琦;梁如玉;高凤菊;胥兵;;产纤维素酶枯草芽孢杆菌C-36的产酶条件研究[J];四川农业大学学报;2006年02期
13 王洲;杨超英;薛正莲;;紫外辐照对产α-ALDC枯草芽孢杆菌的诱变效应[J];中国农学通报;2007年04期
14 张西锋;李万芬;袁新宇;张炜炜;刘波;王俊;杨明明;;枯草芽孢杆菌生物素操纵元的初步改造[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2007年07期
15 卢耀俊;周世水;朱明军;;一株水产用益生枯草芽孢杆菌液体发酵初步研究[J];内陆水产;2007年12期
16 罗楚平;陈志谊;刘永锋;刘邮洲;;利用基因工程改良枯草芽孢杆菌[J];江苏农业学报;2008年02期
17 彭化贤;席亚东;刘波微;朱建义;;枯草芽孢杆菌Xi-55液体发酵条件的优化及防治稻曲病试验[J];西南农业学报;2008年05期
18 李杰梅;刘朝亮;黄恒新;罗永发;杨得坡;;枯草芽孢杆菌对奶牛生产及乳脂脂肪酸组成的影响[J];中国乳品工业;2008年12期
19 张闻;汪立平;汪之和;;甘露聚糖酶产生菌F1-5的鉴定[J];安徽农业科学;2009年04期
20 廖春丽;张红波;王莲哲;;枯草芽孢杆菌wlcl芽孢生成条件优化及净水作用研究[J];安徽农业科学;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘桂君;孟佑婷;杨素玲;尚宏忠;;生防菌枯草芽孢杆菌的辐射诱变研究[A];公共植保与绿色防控[C];2010年
2 蒋思婧;马立新;;枯草芽孢杆菌的寡聚-1,6-葡萄糖苷酶基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达[A];中国生物工程学会第三次全国会员代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2001年
3 李华;沈立荣;冯凤琴;李铎;;细菌型豆豉发酵菌株的鉴定[A];2009食品科技(北京)论坛会议指南[C];2009年
4 杨明明;;枯草芽孢杆菌高效表达系统的构建[A];第六次全国饲料营养学术研讨会论文集[C];2010年
5 钟娟;周金燕;李志东;雷宝良;谭红;;一种新型抗菌肽——捷安肽素的研究[A];中国生物工程学会第四次会员代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2005年
6 游银伟;尤升波;岳寿松;;枯草芽孢杆菌YYW-1蛋白酶缺陷株诱变与筛选[A];2006中国微生物学会第九次全国会员代表大会暨学术年会论文摘要集[C];2006年
7 亓雪晨;齐俊生;王琦;梅汝鸿;;枯草芽孢杆菌启动子片段的克隆及其在绿色荧光蛋白标记中的应用[A];中国植物病理学会2006年学术年会论文集[C];2006年
8 刘辉;魏祥法;井庆川;刘雪兰;刘瑞亭;石天虹;;一株枯草芽孢杆菌发酵培养基的优化[A];第三届第八次全国学术研讨会暨动物微生态企业发展战略论坛论文集[C];2006年
9 孙璐;文欣;谭英;李贺阳;赵月芳;牛聪伟;席真;;原卟啉原氧化酶及其突变体的酶学性质研究[A];中国化学会第26届学术年会化学生物分会场论文集[C];2008年
10 冀志霞;钱风光;陈守文;;西瓜枯萎病生防菌的筛选与鉴定[A];粮食安全与植保科技创新[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王帅;芽孢杆菌及其脂肽类化合物防治植物病害和促进植物生长的研究[D];南京农业大学;2009年
2 伍辉军;枯草芽孢杆菌脂肽化合物合成调控基因功能研究及多功能生防工程菌株的构建[D];南京农业大学;2008年
3 齐东梅;药食源芽孢杆菌的分类鉴定及枯草芽孢杆菌H110抑菌特性研究[D];中国农业大学;2005年
4 张清霞;甘露寡糖诱导抗病反应初步研究及枯草芽孢杆菌甘露聚糖酶基因的克隆与表达[D];中国农业大学;2005年
5 彭华;纳豆枯草芽孢杆菌对奶牛生产性能、瘤胃发酵和血液指标的影响[D];中国农业科学院;2011年
6 刘楠;苏云金芽孢杆菌酪氨酸酶纯化、性质研究及其mel基因的克隆和表达[D];武汉大学;2004年
7 刘永锋;枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)Bs-916胞外抗菌蛋白质的纯化及其鉴定[D];南京农业大学;2006年
8 陈晓月;禽流感重组枯草芽孢杆菌的构建及实验免疫研究[D];吉林大学;2008年
9 史训龙;重组表达过氧化氢酶及抗氧化损伤生物活性的研究[D];复旦大学;2008年
10 史硕博;应用系统代谢工程方法改进产核黄素枯草芽孢杆菌的研究[D];天津大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐晶;弹性蛋白酶发酵生产条件优化及性质研究[D];东北农业大学;2008年
2 石岩;欧文氏杆菌突变体的构建及枯草芽孢杆菌甘露聚糖酶基因的克隆和表达[D];中国农业科学院;2010年
3 吴宝昌;枯草芽孢杆菌混合发酵制备豆粕饲料的研究[D];山东轻工业学院;2010年
4 徐广军;枯草芽孢杆菌BS_(3-1)对小麦赤霉病(Fusarium graminearum)的生物防治研究[D];四川农业大学;2003年
5 莫宏春;枯草芽孢杆菌6-磷酸葡萄糖脱氢酶的分离纯化和部分性质[D];四川大学;2003年
6 邹立扣;枯草芽孢杆菌WHNB02植酸酶phyC基因在大肠杆菌中的表达及玉米表达载体的构建[D];四川农业大学;2004年
7 周红梅;生防枯草芽孢杆菌mRNA差异显示分析[D];黑龙江大学;2008年
8 王君;大蒜汁对枯草芽孢杆菌抑制作用的研究[D];陕西师范大学;2008年
9 方晓雨;基于二氧化硅的材料固定化枯草芽孢杆菌的研究[D];武汉理工大学;2011年
10 郭小华;枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)R21-4细菌素的研究[D];中国农业大学;2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张可喜;用浓缩氧促进植物生长[N];农民日报;2001年
2 ;浅谈枯草芽孢杆菌在水产养殖上的应用[N];中国海洋报;2003年
3 江苏省淡水水产研究所研究员 徐在宽 江苏省海洋与渔业局工程师 仇丽;复合型枯草芽孢杆菌活菌生物净水剂在特种水产养殖中的应用探讨[N];科技日报;2001年
4 ;复硝酚钠调控植物生长应用[N];科技日报;2006年
5 本报记者 仇方迎;还水体以清新[N];科技日报;2001年
6 河北远征药业 赵茂华王东军;早期仔猪断奶后常见问题及对策⑤[N];河北农民报;2007年
7 水清;活菌剂在农业生产上的应用[N];江苏农业科技报;2008年
8 ;蛋白酶[N];中国畜牧兽医报;2008年
9 邯郸市馆陶农研会 王智明刘金顺 邯郸市农喜植保科技服务公司 袁海强;病除康2号[N];河北农民报;2007年
10 香红星;走进微生物世界让这个“小精灵”为你增效[N];中国畜牧兽医报;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978