温室黄瓜根结线虫发生地土壤微生物宏基因组文库的构建及其一个杀线虫蛋白酶基因的筛选

【目的】本研究旨在通过非培养手段构建和筛选宏基因组文库,以求找到新型的杀线虫蛋白酶基因。【方法】采用密度梯度离心法提取和纯化温室土壤微生物总DNA,经平末端、连接、包装、转染后,构建宏基因组Fosmid文库,同时,以脱脂奶为底物,以根结线虫为靶标,对文库进行功能初筛。【结果】该文库库容31008个克隆,平均插入片段36.5kb,包含1.13Gbp的微生物基因组信息,适合大规模的微生物功能基因筛选,通过功能初筛,筛选到1个含杀线虫蛋白酶基因的Fosmid克隆(pro12)。进一步构建和筛选出亚克隆(espro124a5),通过对基因结构进行了初步分析发现:espro124a5是一种分泌型胞外蛋白酶,与来自于Maricaulis maris MCS10(accession no.YP_756822at NCBI)的丝氨酸蛋白酶S15仅有45%的同源性,是一种新型的丝氨酸蛋白酶,有其保守的催化三元组:Asp469、His541和Ser348。【结论】密度梯度离心法提取到的DNA纯度高、片段长,完全能满足构建宏基因组Fosmid文库的要求;同时,构建的宏基因组Fosmid文库库容大,有利于我们从中筛选其他的微生物基因资源。     

结合宏基因组末端随机测序和16S rDNA技术分析温室黄瓜根围土壤细菌多样性

土壤细菌在温室土壤环境中具有十分重要的生态功能,与温室作物以及微生物内部存在互作关系。研究土壤细菌的群落结构组成,有助于了解土地利用变化与生态环境效应之间的关系。结合16S rRNA基因克隆文库和宏基因组末端测序对温室黄瓜根围土壤细菌的多样性进行了分析。在16S文库中,根据97%的序列相似性水平划分OTU,共有35个OTU,其中优势菌群是γ-Proteobacteria,其次为Firmicutes,Bacillus为优势细菌。在纲分类水平上,16S文库和宏基因组末端测序结果均包含γ-Proteobacteria、α-Proteobacteria、δ-Proteobacteria、β-Proteobacteria、Actinomycetales和Firmicutes,各纲比例有差别;在优势种群属水平上,末端测序的结果包含的属多于16S文库(4035);在优势细菌种类上,两者反映的结果一致,均为Bacillus。但是,宏基因组末端测序包含了大多数的弱势种群,更能反映细菌多样性的真实水平。与露地土壤细菌16S文库相比较,土壤细菌多样性降低,这可能与温室多年连作,种植蔬菜种类单一直接相关。     

利用小亚基核糖体RNA 技术分析温室黄瓜近根土壤古菌和真菌多样性

土壤古菌和真菌在温室生态系统是仅次于细菌的微生物,具有类似于细菌的重要生态功能。通过构建古菌16S rRNA和真菌18S rRNA基因克隆文库,分析温室黄瓜近根土壤古菌和真菌群落结构组成,为开发利用温室这一特殊的生态环境中丰富的微生物资源以及理解微生物与植物间的互作提供参考依据。采用研磨-冻融-溶菌酶-蛋白酶K-SDS热处理以及CTAB处理等理化方法,提取和纯化微生物总DNA,构建古菌16S rRNA和真菌18S rRNA基因克隆文库。利用DOTUR软件将古菌和真菌序列按照相似性97％的标准分成若干个可操作分类单元 (OTUs)。土壤古菌克隆文库主要包括泉古菌门和未分类的古菌两大类,并有少部分广域古菌类群,所有泉古菌均属于热变形菌纲,共45个OTUs;真菌克隆文库包括真菌门的大多数亚门真菌,共24个OTUs,未发现担子菌亚门真菌。古菌多样性比较丰富,且发现少量的广域古菌 (甲烷菌),这一情况可能与温室长期高温高湿,高有机质含量,土壤处于缺氧环境有关;土壤真菌的优势种群为子囊菌,占到土壤真菌的80％以上,这可能与绝大多数植物真菌性病害属于土传病害,通过菌丝体、菌核或子囊壳在土壤病残体中越冬有一定的关系。     

生防细菌在植物病害防治中的应用

生防细菌资源极为丰富,因其具有对环境友好的优点使之成为植物病害防控技术研究的热点。本文阐述了植物内生细菌和根际细菌的筛选、鉴定和活性测定技术,介绍了芽孢杆菌、假单胞菌和其它生防细菌的应用概况和作用机理,论述了生防细菌制剂商业化生产与大田应用可能遇到的问题,提出生防细菌的基因改造和制剂复配可能成为今后技术研发的关键。     

海南豇豆枯萎病病原鉴定及生物学特性初步研究

从海南乐东豇豆地采集到的枯萎病病样,经形态学观察、致病性测定和真菌ITS序列分析,将其病原鉴定为尖孢镰刀菌菜豆专化型(Fusarium oxysporum f.sp.phaseolus)。生物学特性分析表明:该病原菌菌丝生长适宜温度为20~30℃,最适温度为25℃,50℃时不能生长;适宜p H为6~10,最适p H值为8.0;全黑暗和全光照有利于菌丝的生长;可利用多种碳、氮源,最适碳源为果糖和D-甘露醇,氮源为蛋白胨和硝酸钠。     

相似穿孔线虫拮抗细菌的筛选及分子鉴定

【背景】相似穿孔线虫是一种重要的检疫性有害生物,其寄主范围广,危害具有毁灭性,已给我国农业生产造成潜在威胁。由于目前大多化学杀线剂毒性较高,筛选获得对相似穿孔线虫具有拮抗活性的微生物菌株对线虫防控具有重要意义。【方法】广泛从染病香蕉植株根际采集土壤样本,运用等比稀释涂布平板法分离菌株;采用摇瓶发酵法制备拮抗菌株上清液和发酵液。通过室内生物测定和盆栽试验,筛选出对相似穿孔线虫具有拮抗作用的细菌菌株,并通过16S rDNA的PCR扩增和序列分析,对拮抗菌株进行种类鉴定。【结果】获得5株对相似穿孔线虫具有较理想拮抗活性的细菌菌株。其中,菌株HD-86的作用效果最好,其发酵上清液处理24 h后的相似穿孔线虫死亡率达100%。盆栽试验表明,菌株HD-86发酵液处理42和70 d后对相似穿孔线虫的相对防效分别为77.34%和90.51%,均优于对照药剂阿维菌素。【结论与意义】菌株HD-86对相似穿孔线虫具有很强的拮抗作用,将其鉴定为洋葱伯克氏菌Burkholderia cepacia。本研究可为相似穿孔线虫生防制剂的研发和病害的防控提供依据。     

海南火龙果细菌性腐烂病的病原鉴定及田间药剂筛选

细菌性腐烂病是近年在海南火龙果上普遍发生的一种病害。为有效防治该病害,阻止其进一步扩散和蔓延,本研究从临高县东英镇采集病样多份,经病原分离、形态和分子鉴定、致病性测定以及田间药效试验,对其进行了病原鉴定和田间药剂的筛选。结果表明:代表菌株Huo30能产生黄色素,使火龙果致病,与成团泛菌(Pantoea agglomerans)相似性100%,为火龙果细菌性腐烂病的病原菌。4种药剂中,53.8%氢氧化铜WG1000倍液和47%春雷·王酮WP600倍液处理的防效最好,分别为71.05%和69.93%,与另外两个处理的防效差异显著;72%农用链霉素SP5000倍液处理的防效一般,在供试浓度下防效为65.14%;而2%春雷霉素AS600倍液处理对该细菌病害的防效最差,仅为63.31%。本研究结果为海南火龙果的防治提供了重要的理论依据。