怀牛膝根际微生物多样性及生防放线菌对花生白绢病防治研究

作     者：职永玺 

作者单位：河南农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杜鹏强

授予年度：2023年

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

主      题：怀牛膝 花生白绢病 群落结构分析 根际放线菌 防治效果 促进生长 

摘      要：植物根际微生物是定殖在植物根系部位的一类微生物,由于受到植株分泌物的影响,微生物的含量远高于常规土壤中微生物的含量,其次级代谢物质种类繁多,生物多样性高,是筛选新型活性物质的重要资源。花生白绢病是由齐整小核菌(Sclerotium rolfsii Sacc.)引起的一种花生茎基部的真菌病害,严重制约花生的品质与产量。本文从河南焦作武陟县3块怀牛膝种植地,采用五点取样法采集怀牛膝根际土壤样品;利用高通量测序技术研究怀牛膝根际土壤微生物多样性;通过平板稀释法分离怀牛膝根际放线菌;平板对峙法筛选对齐整小核菌有拮抗作用的放线菌并做鉴定;利用菌丝生长速率法研究无菌发酵滤液对齐整小核菌以及6种常见病原真菌的菌丝生长速率影响;并观察拮抗放线菌无菌发酵滤液对齐整小核菌菌核形成和菌核萌发的影响;通过温室盆栽试验测定拮抗放线菌发酵液对花生白绢病的防控效果和对花生的促生作用,并分析拮抗放线菌的促生功能。主要内容和结果如下:1.利用高通量测序技术研究了3个采样地的怀牛膝根际微生物的多样性。其中采样地1和采样地2的怀牛膝植株较大,且长势相似,采样地3的怀牛膝植株较小。Alpha多样性分析表明采样地1和采样地2的的怀牛膝根际微生物的多样性和丰富度高于采样地3,Beta多样性分析表明3个处理见群落的组成存在差异。门水平上,3个处理中变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Frimicutes)和放线菌门(Actinobacteriota)为主要的优势细菌门。相对于Soil＿1和Soil＿2,变形菌门的相对丰度在Soil＿3较高,在Soil＿1的相对丰度为45.38%,Soil＿2的相对丰度为49.31%,Soil＿3的相对丰度为71.70%。在属水平上,在Soil＿3处理中Unclassified＿f＿＿Erwiniaceae属的相对丰度为38.64%,远高于Soil＿1的0.10%和Soil＿2的1.93%。在Soil＿1中相对丰度在3%以上的菌属有5个,Soil＿2中相对丰度在3%以上的菌属有5个,Soil＿3中相对丰度在3%以上的菌属有3个。功能分析结果表明,根际土壤细菌功能集中在化能异样功能和有氧化能异样功能上。2.从怀牛膝根际土壤中共分离得到116株放线菌,通过与齐整小核菌等7种植物病原菌进行平板对峙培养,根据抑菌作用的持久性和抑菌活性的强弱筛选出了两株优势放线菌Soil-1-5和Soil-3-28,对齐整小核菌的抑制率分别为92.34%和80.43%。经过生理生化鉴定、形态特征观察和分子生物学鉴定,确定Soil-1-5为疮痂链霉菌(Streptomyces scabiei),Soil-3-28为藤黄灰链霉菌(Streptomyces luteogriseus)。3.测定拮抗放线菌无菌发酵滤液对齐整小核菌菌丝生长速率、菌核形成、菌核萌发的影响,以及拮抗放线菌无菌发酵滤液抑菌广谱性评价。结果表明两株拮抗放线菌能够抑制菌丝生长,在将无菌发酵滤液稀释5倍后,Soil-1-5和Soil-3-28对菌丝生长抑制率分别为73.67%和57.11%。菌核形成试验结果表明Soil-1-5和Soil-3-28的无菌发酵滤液对菌核形成具有拮抗作用,对菌核数量的抑制率分别为78.08%和50.68%,对菌核重量的抑制率分别为41.86%和34.68%。将菌核接种到含有拮抗菌无菌发酵滤液的平板上,试验发现,菌核萌发受到抑制,菌核培养24 h时,Soil-1-5和Soil-3-28对菌核萌发的抑制率分比为34.87%和50.19%,培养48 h时,两株拮抗菌对菌核萌发的抑制率上升到40%以上,整体对菌核萌发的抑制作用呈现先增强后减弱。4.测定拮抗放线菌无菌发酵滤液对6种植物病原真菌的抑制作用。结果表明,2株拮抗放线菌无菌发酵滤液能够抑制6种病原真菌的菌丝生长,Soil-1-5对病原真菌的抑制率从84.24%到16.67%,其中对禾谷角担菌(Ceratobasidium graminearum)抑制作用最强,抑菌率为84.24%;Soil-3-28对病原真菌的抑制率从34.55%到16.15%,同样对禾谷角担菌抑制作用最强,抑菌率为34.55%。5.通过温室盆栽试验测定了拮抗放线菌发酵液对花生白绢病的防治效果。结果表明,Soil-1-5和Soil-3-28能够降低花生白绢病的发病程度,防治效果分别为51.92%和31.74%。6.温室条件下,通过盆栽试验测定了Soil-1-5和Soil-3-28发酵液对花生的促生作用以及初探促生潜在活性。结果表明,Soil-3-28对花生植株有显著促生效果,所有测定的指标均显著高于对照,通过对其促生功能探索,结果表明Soil-3-28具有解磷、产氨、产IAA等促生潜在活性。Soil-1-5发酵液灌根对花生促生效果不显著。以上结果