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黄顶菊内生细菌对玉米大斑病菌拮抗机理初探

辛媛媛  
【摘要】:由玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)引起的玉米大斑病(Northern Corn Leaf Blight)是一种重要的玉米叶部真菌病害,严重发生年份会导致玉米减产50%左右,给农业生产造成重大经济损失。 本文从黄顶菊茎中分离得到24株内生细菌,其中菌株HJ5对玉米大斑病菌等具有拮抗活性、。生理生化反应显示菌株HJ5与枯草芽孢杆菌相似。将HJ5菌株的16S rDNA序列在NCBI网站中进行同源性比较,采用软件MEGA 5.0以邻接法(Neighbor-Joining)绘制系统发育树,结果显示菌株HJ5的16S rDNA序列与数据库中枯草芽孢杆菌JF411298.1的序列同源性达到99.62%。最终确定HJ5菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。 为了提高拮抗细菌HJ5菌株对玉米大斑病菌的拮抗活性,本试验对HJ5菌株进行发酵培养所需要的碳源、氮源以及添加无机盐进行了优化筛选,并在此基础上通过多因子正交试验,对培养基的配比以及发酵参数进行了优化,确定最适发酵培养基为:碳源为1%葡萄糖,氮源为1%大豆蛋白胨,添加0.05%MnCl2;最佳发酵参数为:培养基初始pH 8,培养基装液量50 mL/250 mL,接种量2%,28℃以180 r/min摇床振荡培养66 h。发酵条件优化前后抑菌活性比较结果发现,经过优化发酵液在含菌平板上形成的抑菌圈直径增加了7.08 mm。 HJ5菌株所分泌的胞外蛋白粗提物具有较强的热稳定性; pH活性范围较宽,在pH8的环境中抑菌活性最强;对胰蛋白酶和蛋白酶K不敏感,但是随抑肽酶浓度升高可以使其活性逐步丧失;对不同的金属离子有不同的敏感性。 抑菌机理研究表明,HJ5菌株分泌的胞外抗菌蛋白粗提物可以造成玉米大斑病菌基内菌丝发生明显畸变,使菌丝细胞短缩膨大,隔膜间距减小,菌丝整体呈串珠状;蛋白粗提物处理玉米大斑病菌后分生孢子顶端膨大呈球形,球状结构内原生质稀薄,中央有大的液泡状结构,且不能正常萌发产生芽管;蛋白粗提物处理玉米大斑病菌原生质体,可诱致原生质体消亡。


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