Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 芽孢杆菌对番茄早疫病和番茄黄化卷叶病毒病的防治效果及机制研究 | |
| 孙一凡 | |
| 出版年 | 2020 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 西北农林科技大学 |
| 中文摘要 | 芽孢杆菌作为一类重要的生防菌株,具有生长快、营养简单、抗逆性强等特点,获得优良生防菌株资源并进行生防机制研究十分重要。本课题组前期研究发现侧孢芽孢杆菌Bacillus laterosporus Bl13对番茄早疫病原菌(茄链格孢菌Alternaria solani)有显著的抑制作用,但对于Bl13防治番茄早疫病缺乏进一步的效果验证,且芽孢杆菌对其防治机制尚不清楚。此外,前期研究发现施用解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens Ba13可提高番茄植株内与诱导性系统抗性相关的基因表达,同时显著降低TYLCV(Tomato yellow leaf curl virus)的感率和感病植株的病级指数。RNA干扰(RNA interference,RNAi)作为植物抵抗病毒侵入的专门的天然防御系统,生防菌对植物抗病毒作用是否与生防菌对RNAi的调节相关尚不清楚。针对上述问题分别开展研究,主要结果如下:(1)本研究以实验室保存的10株芽孢杆菌为研究对象,通过种子发芽及民内促生试验筛选获得2株具有促生及广谱抑菌功能的芽孢杆菌MY1和CY1,进一步鉴定MY1为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),CY1为枯草芽孢杆菌沙漠亚种(Bacillus subtilis subsp.inaquosorum);经盆栽试验发现,接种MY1、CY1后番茄株高、茎粗、地上部分干重等生物学指标显著提高,其中番茄地上部分干重分别提高30.57%和17.22%。接种MY1 30 d和60 d后,可显著提高PAL(phenylalanin ammo-nialyase)、PPO(polyphenol oxidase)、POD(peroxidase)、CAT(catalase)4种防御酶活性;接种CY1 30 d后,可显著PAL、PPO、CAT 3种防御酶活性。结果表明MY1、CY1两株芽孢杆菌具可促进番茄生长,增强番茄植株抗性,具有潜在的生防特性。(2)通过盆栽实验确定Bl13对番茄早疫病具有良好防效,且初步探究了Bl13防治番茄早疫病的相关机制:Bl13可显著降低染病植株的病情严重度,相对防效达到26.67%;同时提高叶片内PPO、POD等防御酶活性,降低病害对于植物地上部分及根系生长发育的影响,其中Bl13处理组番茄植株平均总根长、平均根总体积较对照组提高32.87%、35.63%。施用Bl13使芽孢杆菌属、假单胞菌属等常见有益菌属相对丰度较对照分别提高110.54%和102.27%,油壶菌属、血赤壳属相对丰度降低26.47%、86.28%,由此推测Bl13对番茄早疫病的防病效果与其改善根区土壤微生物群落结构相关。(3)基于m RNA与小RNA分析初步探究了生防细菌Ba13对植物抗病毒系统RNAi的调节机制:Ba13可通过调节如mi R168、mi R403等mi RN A丰度来提高RNAi沉默复合物关键因子AGO1、AGO2等基因的表达,增强植物对病毒的清除能力,同时降低了与病毒基因组完全匹配的si RNA如si RNA5327、si RNA5429等丰度。此外,Ba13可增强番茄光合系统及生长调节相关激素如生长素、油菜素甾醇等合成及应答基因的表达,激活叶片系统获得性抗性(Systemic Acquired Resistance,SAR)通路并提高叶片SA、ABA含量,并调节抗病毒、抗氧化相关物质如Diterpenoids、硒类化合物等合成通路。综上结果表明B.amyloliquefaciens Ba13可通过增强植物抗病毒系统(RNAi),以及影响植物的生长调节及抗性通路,增强植株对TYLCD的抵抗能力。综上所述,本研究为利用微生物促进植物生长,增强植物抗性提供了新的生防菌株资源;初步揭示了芽孢菌改善根际微生态作用与对番茄早疫病的防治作用密切相关;且通过RNAi角度全新角度探究了芽孢菌防治病毒病害的作用机制,为“植物—微生物”互作机制研究提供新的研究思路。 |
| 中文关键词 | 芽孢杆菌 ; 筛选鉴定 ; 生物防治 ; 微生物群落结构 ; RNA干扰 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | S436.412.1;S476 |
| 来源机构 | 西北农林科技大学 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/355439 |
| 作者单位 | 西北农林科技大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 孙一凡. 芽孢杆菌对番茄早疫病和番茄黄化卷叶病毒病的防治效果及机制研究[D]. 西北农林科技大学,2020. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
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