水稻内生菌OsiSh-10的分离及其抗稻瘟病与促植物生长的研究

摘要

水稻稻瘟病是一种由梨孢霉菌（Phyricularia grisea）引起的严重危害水稻产量的真菌性病害，其防治手段主要依赖于化学农药及抗性育种，然而致病菌新生理小种的频繁出现和化学农药带来的环境破坏，导致我们迫切需要一种可持续的、环保的手段来防治稻瘟病。内生放线菌可以通过与病原菌竞争生存空间和营养物质如碳源、氮源、磷或铁来抑制病原菌的生长，此外其产生的抗生素和其他生物活性物质可以直接杀害病原菌或通过促进植物生长间接提高宿主植物的抗病性。本文从稻瘟病感病情况不同的水稻中分离得到并鉴定了一株拮抗内生菌Streptomeces albus OsiSh-10，分析回接OsiSh-10至水稻内后其对水稻稻瘟病病情的影响，并探索了该菌所产代谢物对植物生长的影响，旨在为日后水稻稻瘟病内生菌防治的开发奠定理论基础。主要的研究内容和结果如下：
　　1、本论文通过表面消毒结合五种分离培养基（WA、TWYE、MS、ISP4、HV）的分离方法，对15天和80天的感稻瘟病及未感稻瘟病的谷梅4号和湘矮早7号水稻的内生放线菌进行分离。分离结果显示：在15天幼苗期时，感病谷梅4号内生放线菌出菌率为0.158，明显高于未感病谷梅4号0.051的出菌率，感病湘矮早7号内生放线菌出菌率0.097也高于未感病湘矮早7号出菌率0.07，而在80天成熟期时，出菌情况刚好与15天幼苗期结果相反，感病谷梅4号和感病湘矮早7号放的内生放线菌出菌率分别低于未感病相应水稻品种的内生放线菌出菌率。利用平板对峙法筛选出一株对稻瘟病菌拮抗效果最明显的菌株并命名OsiSh-10，并根据形态特征、培养特征、生理生化、16S rDNA序列比对及进化树构建鉴定OsiSh-10菌株属于白色链霉菌(Streptomyces albus)。
　　2、以三种稻瘟病菌生理小种为对象，利用平板对峙法进一步研究 OsiSh-10拮抗稻瘟病菌的能力，发现 OsiSh-10对三者均有较强的拮抗能力，其中最大的抑菌距离达21 mm，最大菌丝抑制率达59.1％，显示OsiSh-10菌株对稻瘟病菌有显著的拮抗效果；利用平板定性法对OsiSh-10菌株产生的与抗病相关的活性物质进行检测，发现该菌不产纤维素酶、半纤维素酶、几丁质酶及氰化氢，但能产铁载体；有机试剂萃取液的拮抗实验发现该菌能在PDA培养基中分泌某些极性较大的水溶性拮抗物质；大田体内抗病实验结果显示：OsiSh-10菌株孢子液喷洒叶片一次的水稻叶瘟病情指数37.7%和喷洒二次的水稻叶瘟病情指数31.01%均低于包埋组（55.73%）和空白组（46.75%）的水稻叶瘟病情指数，表明菌株孢子液喷洒于水稻叶面可以对叶瘟起到明显的控制效果，且两次喷洒效果更好。
　　3、通过将OsiSh-10菌株与拟南芥垂直培养的实验发现：OsiSh-10菌块置于拟南芥根上方可以促进初生根的伸长，而OsiSh-10菌块置于拟南芥根下方则抑制初生根伸长，增强侧根的生长。对OsiSh-10菌株分泌的与植物促生作用相关的活性物质进行检测，发现该菌株能产生铁载体、ACC脱氨酶、溶磷因子及IAA，通过LC-MS分析发现OsiSh-10菌株在PDA培养基中还能分泌激动素（KT），暗示OsiSh-10菌株通过多种途径来影响拟南芥根的生长。

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第一章 绪论

1.1 水稻病害及其防治

1.2 生物防治的研究概况

1.3 植物内生菌在生物防治中的应用

1.4水稻内生放线菌的研究概况

1.5论文选题背景、研究内容与思路

第二章 水稻内生放线菌的分离及拮抗菌的筛选鉴定

2.1 前言

2.2 材料与方法

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 OsiSh-10菌株产抗菌活性物质及其抗稻瘟病能力的分析

3.1 前言

3.2 材料与方法

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 OsiSh-10菌株对植物生长影响及产促生物质的分析

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.3实验结果与讨论

4.4 本章小结

结论

参考文献

附录A 攻读学位期间发表的论文和专利

附录B 碱基序列

致谢