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土壤杆菌E26菌株防治葡萄根癌病的机理研究

李金云  
【摘要】: 葡萄根癌病是由葡萄土壤杆菌(Agrobacterium vitis)引起的一种在生产上造成了较大经济损失的世界性病害。无致病性的葡萄土壤杆菌E26菌株(A.vitis E26)是很有应用前景的根癌病生防菌株。本研究系统分析和研究了E26菌株的生防相关性状及其作用机理。 E26菌株的用量及应用时间对其防治作用有明显影响。在温室,以向日葵(Helianihus annus)为指示植物,当E26菌株先于葡萄根癌病菌K308菌株接种,或者,E26菌株的接种数量多于K308菌株时,其防治作用均比E26菌株与K308菌株以相同数量混合同时接种时的防治作用明显。在两个独立进行的田间实验中,当E26菌株与K308菌株以相同数量混合同时接种时,E26菌株均能够显著降低玫瑰香葡萄(Vitis vinifera cv Muscat humburg)的发病率,防治效果在70%以上。应用E26菌株可以有效预防葡萄根癌病的发生。 利用绿色荧光蛋白基因gfp标记示踪,检测了E26菌株浸沾硬枝扦插条后在葡萄根部环境的生存动态,分析了E26菌株与病原菌K308在葡萄植株伤口部位的相互作用。E26菌株可以在葡萄根表面和根际土壤中存活定殖,应用5个月后在根表面和根际土壤中均建立数量为10~3-10~4cfu/g根(土)的种群。E26与K308分别单独接种时均能以相似水平附着在伤口处;在E26与K308以相同数量混合同时接种时,附着在伤口细胞的K308的数量显著低于K308单独接种时附着在伤口部位的数量。扫描电镜观察证实E26能够和K308一样附着于葡萄根部伤口处。E26与K308能够竞争性地在伤口分泌液中共同生长,二者均可以利用葡萄组织中的主要营养物质。这些结果表明E26菌株是一个有效的伤口定殖菌,有可能在侵染位点与病菌竞争空间和营养而减少病菌的侵染。 从E26菌株发酵液中分离纯化了土壤杆菌素E26,物理和化学性质表明它可能是一种核苷类似物。土壤杆菌素E26对病菌的作用是通过干扰菌体DNA和RNA的合成实现的。比较了Tn5诱导的丧失产生土壤杆菌素能力的E26菌株的突变体ME005和ME084与野生型E26在温室和田间的防病效果。ME005和ME084都有一定的防治作用;但是,与野生型E26菌株相比,ME005和ME084的防病效果明显减弱。土壤杆菌素E26的产生是E26菌株生防机制中的重要因素,但是,不是唯一因素。 本研究结果表明E26菌株对葡萄根癌病的生防作用主要是预防作用,其机理复杂,有多种因子包含其中。产生土壤杆菌素、在伤口的定殖能力以及在侵染部位与病菌竞争空间和营养的能力都是E26菌株对葡萄根癌病的生防作用机制。


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