撕裂蜡孔菌HG2011对光叶紫花苕结瘤固氮的影响及其潜在机制

【目的】 在我国南方尤其是西南地区,光叶紫花苕(Vicia villosa Roth.)作为重要的青饲和绿肥两用豆科作物被广泛种植,有助于提高土壤氮素和后茬作物的产量品质。接种有益微生物是促进豆科作物生物固氮和生长的重要措施之一。为此,本文研究了一株自主分离获得的白腐真菌¾¾撕裂蜡孔菌(Careporia lacerata HG2011)对光叶紫花苕结瘤固氮和生长的影响,并揭示其潜在机制。【方法】 采用微生物培养、植物培养和田间试验,研究C. lacerata磷铁活化能力、代谢产物构成、与根瘤菌Rhizobium sophorae S3的相互作用,及其对光叶紫花苕结瘤、生长、产量、品质和土壤有效磷铁的影响。【结果】 C. lacerata和根瘤菌之间无拮抗作用。液相色谱-质谱(liquid chromatography-mass spectrometry, LC-MS)分析发现,C. lacerata发酵液含有氨基酸、有机酸和类黄酮等化感物质,能增强根瘤菌的趋化性并促进生物膜形成。此外,C. lacerata还能释放生长素、赤霉素、水杨酸和铁载体,活化难溶性有机和无机磷。在植物培养试验中,单独接种C. lacerata或根瘤菌均能促进光叶紫花苕生长,但以共接种处理效果最佳。C. lacerata定殖于光叶紫花苕根际,导致根长、根系表面积和结瘤数显著增加。田间试验发现,接种C. lacerata显著提高了光叶紫花苕单株根瘤数、根瘤质量和固氮酶活性,以及土壤有效磷铁含量和磷酸酶活性,产量比常规施肥处理增加12.15%且品质无显著变化。【结论】 C. lacerata能够在光叶紫花苕根际定殖,通过分泌化感物质、生长素和活化土壤磷铁等机制促进结瘤固氮和生长发育。C. lacerata易于培养,菌剂制备成本低廉,施用简便,对提高豆科作物产量品质具有一定应用价值。     

寡雄腐霉发酵液的动物安全性及其对黄瓜的防病促生效应

【目的】生物农药安全无害,环境友好。为了评价寡雄腐霉发酵液(Pythium oligandrum broth,POB)的动物安全性和防病促生效应,研制高效、无害的生物农药。【方法】试验利用自主分离的寡雄腐霉生防菌株(P.oligandrum CQ2010)制备POB,通过动物试验、拮抗试验、盆栽和生产试验,研究了POB的动物毒性,对黄瓜蔓枯病的防治作用,以及对黄瓜生长、产量和品质的影响。【结果】用大剂量的POB灌胃给药对小鼠体重增长无显著影响,其外观和行为均无异常,组织器官也未见病理改变。POB对甜瓜球腔菌的抑制率为51.95%,药效介于1∶800的百菌清溶液和1∶200的甲基托布津溶液之间。在黄瓜幼苗接种甜瓜球腔菌前后喷施POB,叶片丙二醛含量下降,过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性增强,发病率和病情指数均显著降低,相对防治效果达到54.8%–64.1%,故POB能减轻病原菌对细胞膜的伤害,激发防御性生理反应,增强黄瓜植株的抗病能力。此外,POB处理提高叶绿素含量,增强根系活力,增加植株氮、磷、钾吸收量,促进黄瓜植株生长,生物量和果实产量分别提高81.10%和11.58%。POB还使黄瓜果实Vc和可溶性糖提高,硝酸盐含量降低。【结论】寡雄腐霉发酵液对动物安全无毒,能有效防治黄瓜蔓枯病,促进黄瓜生长,提高产量品质。     

一种自溶性产酶溶杆菌新菌株LE16对温室番茄灰霉病的抑制作用

【目的】我国人多地少,设施农业日益普及,温室栽培保障了番茄的有效供给,在温室中种植的番茄容易发生灰霉病,造成减产。生物防治产品对人畜安全,环境友好,但亟待增加生防微生物种类,提高防效。【方法】以自主分离的自溶性产酶溶杆菌(Lysobacter enzymogenes) LE16为对象,利用纯培养试验明确其发酵液对灰霉病菌(Botrytis cinerea)的拮抗作用;生物化学、液相色谱-质谱联用和转录组技术从生防菌合成分泌的胞外水解酶、抗菌物质和病菌基因差异表达等方面,揭示生防菌拮抗病原真菌的机制;温室盆栽试验评估菌株LE16发酵液对番茄灰霉病的防治潜力。【结果】LE16能合成分泌铁载体、多种与抗病性相关的酶类(包括磷酸酶、蛋白酶、纤维素酶、β-1,3-葡聚糖酶和溶菌酶)以及9种抗真菌物质(毒菌素D、N-十一烷基苯磺酸、利福布汀、纳奈霉素、替加环素、米诺环素、间甲酚、肉桂酸和环戊酮)和激活植物系统获得性抗性的P-水杨酸。LE16发酵液粗提物显著抑制灰霉病菌生长繁殖,抑制率为34.99%-100%,显著高于产酶溶杆菌HYP18和撕裂蜡孔菌HG2011。此外,LE16发酵液显著诱导灰霉病菌基因的差异表达,涉及蛋白质合成、DNA复制与修复、信号转导等多个生物过程、细胞成分和分子功能,以及甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸和赖氨酸等代谢通路。在温室试验中,LE16发酵液显著增加了番茄叶片的抗氧化酶(超氧化物歧化酶和过氧化物酶)活性,降低了病菌对细胞膜的伤害作用,对灰霉病的抑制效果为72.54%-74.42%,略低于化学农药嘧霉胺。【结论】LE16能通过合成分泌胞外水解酶、铁载体、抗真菌活性物质,诱导植物产生抗病性等多种机制,防治温室番茄灰霉病,具有潜在的应用前景。