解淀粉芽胞杆菌Lx-11防治水稻细菌性条斑病的促生、控病机理研究

摘要

水稻细菌性条斑病由稻黄单孢菌稻生致病变种（Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xooc）引起的，在水稻生产过程中是一种重要的检疫性病害。水稻细菌性条斑病是我国4大水稻病害之一，一般导致水稻损失15％～25％，严重时可达40％～60％，严重威胁水稻的高产稳产。防治水稻细菌条斑病以噻唑类杀菌剂为主，防效仅为50％左右。利用生防微生物防治植物病害是极具有应用前景的防治途径，是世界各国植病专家的研究热点。本实验室前期探究筛选得到的生防微生物解淀粉芽孢杆菌Lx-11（Bacillusamyloliquefaciens Lx-11）对水稻细菌性条斑病具有良好防治效果，其盆栽防病效果达62.5％，大田示范试验防效达60.2％，显著高于化学药剂20％叶枯唑的防效（盆栽防效51.2％和大田防效45.8％）。为了更深入的了解生防菌Lx-11对水稻细菌性条斑病的控病机理，本论文从如下方面进行了主要研究:
　　本文从分泌代谢产物种类、最佳碳源、氮源、无机盐、微量元素、pH和温度方面研究了生防菌Lx-11的生物学特性，为今后深入研究生防菌Lx-11的防病机理、产业化生产及其提高防治效果提供科学依据。研究结果表明，解淀粉芽孢杆菌Lx-11可产生蛋白酶、纤维素酶和嗜铁素;最适生长温度为28℃、最适pH为7.0、最佳碳源为蔗糖、最佳氮源为胰蛋白胨，微量元素甘氨酸(Gly)、谷氨酸(Glu)、VB2、VB6和肌醇均能促进Lx-11的生长，其中Gly促进作用明显;无机盐KH2PO3和NaCl能促进Lx-11的生长;生防菌Lx-11在32h前处于对数生长期，32h之后，菌体生长基本达到稳定。正交试验所得最优培养基组合为酵母膏1g.L-1、蔗糖5g.L-1、胰蛋白胨6g.L-1、甘氨酸0.01g.L-1和氯化钠0.15g.L-1。
　　其次，生防微生物能通过促进植株的生长来抵御病原菌的侵袭及蔓延。在推广应用过程中，发现喷施Lx-11发酵菌液后，水稻叶片绿色加深，生长势良好。为了明确该菌株是否对水稻生长具有促生作用，本文从生防菌株Lx-11对水稻的促生效果和分泌产生的促生物质两个方面开展了研究，结果表明，生防菌Lx-11菌液滤液稀释后对水稻种子和幼苗均有一定的促生作用，且随着菌液稀释倍数的增加，促生作用增加，稀释倍数为100倍时，对水稻种子和幼苗的形态和生理指标均有最明显促生效果，当稀释倍数达到200之后，其对水稻的促生效果下降;用原无菌上清处理水稻时，其对水稻叶绿素含量的积累和根系活力有一定得抑制作用。高相液相色谱测定了上清液中含有与促生相关的物质赤霉素(GA3)、脱落酸(ABA)、生长素(IAA)、细孢分裂素(Cytokinins)和亚精胺(Sperdimine)，且含量分别为75.5ng.mL-1(GA3)、3130ng.mL-1(ABA)、1200ng.mL-1(IAA)、1510ng.mL-1(Cytokinins)。811ng.mL-1(Sperdimine)。
　　前人研究表明生防菌能激发植物的诱导抗病性信号通路，提高植株的抗病能力，诱导抗病性也是主要的植物抗病机制之一。本文以Lx-11菌液、b5-16菌液单独以及同时处理水稻叶片，检测了不同处理在0h、12h、24h、48h和72h时，水稻叶片中防卫反应基因PR4、PR10a、PAL、LOX和POX的相对表达量，以及抗氧化酶系POD、SOD、CAT、H2O2的活性。试验表明生防菌Lx-11、病原菌b5-16单独或同时处理时，水稻叶片中防卫反应基因PR4、PR10a、PAL、LOX和POX的相对表达量均有变化，且生防菌Lx-11单独处理或生防菌Lx-11和病原菌b5-16同时处理时，防卫反应基因的相对表达量高于病原菌b5-16单独处理。生防菌Lx-11和病原菌b5-16同时处理水稻时，抗氧化酶系POD、SOD、CAT、H2O2与CK相比显著提高，生防菌Lx-11或b5-16单独处理水稻时，与CK相比抗氧化酶系均无明显变化。研究结果表明解淀粉芽孢杆菌Lx-11能够诱导水稻植株防卫反应基因(PR4、PR10a、PAL、LOX、POX)的表达以及抗氧化酶(POD、SOD、CAT、H2O2)活性的变化，从而达到防治病害侵害与蔓延的作用。

目录

声明

摘要

上篇 文献综述

第一章 水稻细菌性条斑病的发生及防治现状

1 水稻细菌性条斑病的病原学特征

2 水稻细菌性条斑病的病害症状及危害现状

3 水稻细菌性条斑病的发病规律

4 水稻细菌性条斑病的防治

第二章 生防芽孢杆菌的应用现状及生防机制

1 生防芽孢杆菌的应用现状

2 生防芽孢杆菌的生防机制

下篇 研究内容

第一章 解淀粉芽孢杆菌Lx-11生物学特性研究

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第二章 解淀粉芽孢杆菌Lx-11对水稻促生作用及其产生的激素类物质分析

1、材料与方法

2、结果与分析

3、讨论

第三章 解淀粉芽孢杆菌Lx-11诱导水稻植株防卫反应基因表达和抗氧化酶活力的研究

1 材料与方法

2 结果与分析

3、讨论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及专利

致谢