生物多样性控制作物病害研究进展

自然资源的合理利用和生态环境保护是人类实现可持续发展的基础, 生物多样性的研究和保护已成为世界各国普遍关注的重大问题。农作物病害是农业生产上重要的生物灾害, 是制约农业可持续发展的主要因素之一, 抗病品种大面积单一化种植导致了农业生物多样性水平严重降低, 因而农业生物多样性的过度丧失已成为可持续农业所面临的主要难题。利用生物多样性持续控制作物病害能减轻作物病害发生和作物产量损失, 达到保护作物多样性, 减少农药过量施用给农业生态环境造成破坏的最终目的, 而揭示生物多样性控制作物病害的机制能有效地指导生产上对不同作物进行合理布局和轮换, 建立作物不同组合的优化搭配和种植模式。文章从分子、生理和生态水平研究农业生物多样性控制作物病害的机制、以及影响作物多样性控制病害的因素、覆盖作物等几方面对生物多样性控制作物病害的研究进展进行概述, 同时对今后生物多样性控制作物病害机制还需加强的研究部分进行了展望。     

三株具生防功能芽孢杆菌的分离鉴定及其生物活性研究

基于健康烟草根际土壤,分离筛选具功能多样化、活性高的菌株,为作物病害生物防治提供高效、多样化的生防资源。采用平板对峙法筛选活性高、抑菌谱广的菌株,测定菌株对番茄枯萎病病菌的抑制率、对菌丝生长及和孢子萌发率的影响;应用PCR技术,检测菌株抗生素合成基因,结合室内盆栽实验检测功能菌株对番茄枯萎病的防治效果,并测定其体外产酶、解磷、解钾、固氮及产铁载体能力;结合形态学、生理生化和16S rDNA通用引物对功能菌株进行鉴定;于健康烟草根际土壤分离得127个菌株,24株对番茄枯萎病病菌等指示病原菌具有抑制作用,活性较高的3个菌株SH-1471、SH-1464、SH-1439对番茄枯萎病菌抑制率分别为82.0%、74.0%、75.0%;可使番茄枯萎病菌菌丝扭曲变形,形成泡囊结构,对番茄枯萎病菌孢子萌发抑制率分别为62.7%、50.0%、37.0%;经测定,3个功能菌株具有产srfA、fenB、ituA、ituD、bymA等抗生素合成基因;盆栽实验结果表明SH-1471对番茄枯萎病的防效为83.7%,SH-1464对番茄枯萎病的防效为60.7%,SH-1439对番茄枯萎病的防效为59.0%;此外,3...     

具促生功能拟蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides) SH-1464发酵条件优化及其活性

【背景】植物根际促生菌在促进植物生长、提高植物系统抗性及改善土壤养分状况等方面具有极大的应用潜力。【目的】为微生物菌肥的开发利用提供高效微生物资源。【方法】采用稀释涂布平板法分离烟草根际土壤可培养细菌,利用PVK培养基筛选具强溶无机磷活性的菌株,结合钼锑抗比色法测定菌株溶磷活性;利用Salkowski’s比色液检测菌株产吲哚乙酸(indole acetic acid, IAA)活性;以菌株溶磷量和IAA产量为指标,采用单因素试验设计进行发酵条件优化,以得到菌株溶磷活性和产IAA的最佳发酵方案;基于种子促发芽及幼苗促生长试验验证菌株的促生效果;结合形态学、生理生化和16S rRNA基因序列对菌株进行分类学鉴定。【结果】于烟草根际土壤分离得到127个不同分类的菌株,10个菌株具溶无机磷的能力,其中菌株SH-1464溶磷活性最强,溶磷圈直径为16.11 mm,溶磷量为119.22 mg/L;Salkowski’s比色结果表明,菌株具有极强的产IAA活性,为39.88μg/mL。单因素试验结果表明,菌株SH-1464溶磷的最佳碳源为10 g/L葡萄糖,最佳氮源为0.5 g/L蛋白胨,最佳无机磷源及其添加量为2.5 g/L磷酸三钙,最佳初始pH值为7.5,温度30 ℃,转速200 r/min;菌株SH-1464产IAA最佳培养条件为：麦芽糖10 g/L,酵母粉5 g/L,NH₄NO₃ 10 g/L,氯化钾2.5 g/L,l-色氨酸0.1g/L,pH 6.5,温度30 ℃,转速180 r/min。基于单因素试验结果进行优化前后菌株溶磷量及IAA产量对比试验可知,优化后菌株的溶磷量为225.9 mg/L,提升84.5%;IAA产量为75.3μg/mL,提升88.8%。促生试验结果表明：菌株SH-1464处理下番茄种子的发芽率提高84.5%,株高提高55.1%,茎围提高32.5%,根长、根重分别提高16.4%和149%,地上部分鲜重和干重分别提高172.2%和203.6%。结合形态学和分子生物学鉴定菌株SH-1464为拟蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides,Genbank登录号为ON417365,保藏号为CCTCCM 2022924);此外,菌株还具有产蛋白酶、产纤维素酶、固氮、分泌铁载体的能力。【结论】菌株SH-1464具有强溶无机磷、固氮、分泌IAA、产蛋白酶、产纤维素酶及分泌铁载体等能力,可显著提高番茄种子的发芽率,对番茄幼苗株高、茎围、根长、根重、地上部分鲜重和干重等农艺性状具有显著促进作用,可作为高效微生物资源在微生物菌剂的开发利用等方面展现广泛应用前景。     

贝莱斯芽孢杆菌SH-1471发酵条件优化及其番茄枯萎病的防治效果

【目的】贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) SH-1471是一株兼具防控作物土传病害、促进土壤养分转化以及促进作物生长等功能的菌株(保藏编号：CCTCC No. M 2022923,专利号：ZL 2022 1 1479280.X)。挖掘其潜在的生物活性并探究其最适发酵条件,是推进该菌株产业化和商业化开发的有效手段之一。【方法】结合形态学、分子生物学、16SrRNA基因和gyrB基因对菌株SH-1471进行分类地位鉴定;利用PCR技术,对菌株抗生素合成基因检测;使用平板对峙试验和发酵液抑菌试验测定菌株抑菌广谱性;并测定其体外产酶、解磷、解钾、固氮及产铁载体能力;以菌株发酵液OD600值和抑菌率为指标,通过设计单因素试验和响应面优化试验,探究菌株的最佳发酵配方和最佳发酵条件;采用室内盆栽试验测定优化前后菌株发酵液对番茄植株的促生效果及其对番茄枯萎病的防治效果。【结果】经鉴定,SH-1471为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),具有srfA、fenB、ituA、ituD和bymA等抗生素合成基因,对番茄枯萎病菌(Fusarium oxysporum...