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油菜菌核病拮抗微生物筛选鉴定及其基因组学与代谢组学分析

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油菜菌核病拮抗微生物筛选鉴定及其基因组学与代谢组学分析

作者：朱权辉西藏大学

学位级别：硕士

油菜是我国也是西藏最主要的油料作物,随着西藏油菜种植面积不断扩大,土传植物病害日益增多,其中油菜菌核病尤为严重。本研究从林周县境内油菜病叶组织上分离出一株核盘菌LZ2,并从西藏7个县境内84份土壤样品中筛选出对其有拮抗作用的12... 详细信息

油菜是我国也是西藏最主要的油料作物,随着西藏油菜种植面积不断扩大,土传植物病害日益增多,其中油菜菌核病尤为严重。本研究从林周县境内油菜病叶组织上分离出一株核盘菌LZ2,并从西藏7个县境内84份土壤样品中筛选出对其有拮抗作用的12株微生物,进而选取拮抗效果最好的多粘类芽孢杆菌JL4进行基因组学和代谢组学分析,探究其拮抗及促进植物生长的活性成分,为进一步该菌株的开发利用奠定理论基础,结果如下:1)从林周县境内采集的油菜病叶组织上分离出一株病原菌,命名为LZ2。菌丝呈白色且有黑色不规则菌核,菌核能够萌发出菌柄,菌柄末端长出杯盘状子囊盘。经形态学观察与分子生物学鉴定结果表明,该菌株LZ2为核盘菌。通过油菜侵染试验表明:该菌株能够侵染健康油菜叶片。2)通过平板对峙试验,从西藏7个县境内的84份土壤样品中分离筛选出12株对核盘菌LZ2有明显效果的拮抗微生物。其中,芽孢杆菌属7株,类芽孢杆菌属2株,白僵菌属2株,溶杆菌属1株。通过拮抗试验表明,多粘类芽孢杆菌JL4和辣椒溶杆菌NLM4对核盘菌LZ2的拮抗效果最显著,抑菌率均在25%以上。3)通过最适培养试验显示,多粘类芽孢杆菌JL4最适培养基为PDB,其生长曲线达到K值的时间为96h(最适培养时间);而辣椒溶杆菌NLM4的最适培养基为LB,其生长曲线达到K值的时间为48h(最适培养时间),最适培养初始p H为8。在25℃恒温培养条件下,菌株JL4的适应期为12h-36h,生长期为36h-60h,稳定期为60h-96h,96h后进入衰亡期;在25℃恒温培养箱培养下,菌株NLM4的适应期在12h以内,生长期为12h-24h,稳定期为24h-48h,48h后进入衰亡期。4)通过发酵上清液抑菌试验表明,菌株JL4的毒力回归方程为y=1.091+0.416x(r=0.983),菌株NLM4的毒力回归方程为y=1.287+0.436x(r=0.974),比较两者的斜率表明,菌株NLM4发酵上清液的抑菌效果略优于菌株JL4。但是平板对峙试验验证表明,菌株JL4的抑菌活性更显著,故选择菌株JL4进行基因组学和代谢组学分析。5)菌株JL4全基因组测序结果经质量剪切,得到高质量的clean data reads总数为7103636,碱基数量为106.4Mbp。通过GO数据库富集分析表明,菌株JL4有105个基因富集在抗生素合成相关的功能上,推测其参与多种抗生素合成;通过KEGG数据库富集分析显示,多粘类芽孢杆菌JL4有多条抗生素基因富集通路,涉及多种抗生素合成,其中链霉素、万古霉素以及多肽类抗生素基因富集较多,可能对菌株JL4的拮抗作用有重要贡献。此外,多粘类芽孢杆菌JL4有多条基因富集通路与促进植物生长有关;基于CARD数据库分析显示,菌株JL4的基因组测序信息共注释了125个耐药基因,其中有13个质粒相关基因,涉及到多种抗生素,包括报道较多的抗真菌活性成分粘菌素和杆菌肽。6)通过代谢组学分析表明,多粘类芽孢杆菌JL4检测出2843种代谢物。一级质谱代谢物分析发现JL4的代谢产物中包含多种抗生素和抗菌化合物,其中有72种抗生素代谢物,分为β-内酰胺类、氨基糖苷类、大环内酯类、四环素类、蒽环类、多烯大环类、香豆素类、安莎类、离子载体类、多肽类、林可酰胺类等12类抗生素,占总的代谢物种类的2.53%。其它具有拮抗活性的代谢物有19种,可分为喹诺酮类、磺胺类、呋喃类、噁唑烷酮类、硝基咪唑类等5类抗菌代谢物,占总的代谢物种类的0.6%。基于对JL4代谢物总和数据标准化分析表明,利福霉素B相对含量较高,推测其对菌株JL4的拮抗作用贡献较大。二级质谱代谢物中,抗生素仅检测出甲硝唑,其含量高于其他抗生素和抗菌代谢物,推测其在多粘类芽孢杆菌JL4的拮抗效应中发挥重要作用。7)基于一级质谱代谢物KEGG通路富集分析结果显示,多粘类芽孢杆菌JL4代谢物中有多种抗生素合成。其中,据报道新生霉素、链霉素、利福霉素SV、利福霉素B、土霉素、四环素、金霉素以及多肽类等抗生素对真菌具有抑菌作用。此外,多粘类芽孢杆菌JL4代谢产物中还包含植物促生性的生长激素及含氮代谢物;而且菌株JL4的代谢产物中含有Fe载体物质,可通过与其他病原性真菌竞争铁元素而抑制植物病原菌生长。基于二级质谱代谢路通路分析,也证明菌株JL4能够产生一些抗生性及植物促生性代谢产物。

关键词：西藏生物农药油菜菌核病拮抗微生物基因组学分析代谢组学分析

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拮抗微生物防治柑橘采后病害研究进展

食品科学 2013年第23期34卷 351-356页

作者：郭娟华涂起红陈楚英陈金印江西农业大学江西省果蔬保鲜与无损检测重点实验室江西南昌330045 江西省土壤肥料技术推广站江西南昌330046

本文对柑橘主要采后病害进行简要介绍,综述利用拮抗微生物对柑橘采后病害进行防治,包括防治柑橘采后侵染性病害拮抗微生物的种类、使用方法、防病机制、拮抗微生物产品制剂的开发以及提高拮抗微生物防治效果的措施,为柑橘采后病害生物... 详细信息

本文对柑橘主要采后病害进行简要介绍,综述利用拮抗微生物对柑橘采后病害进行防治,包括防治柑橘采后侵染性病害拮抗微生物的种类、使用方法、防病机制、拮抗微生物产品制剂的开发以及提高拮抗微生物防治效果的措施,为柑橘采后病害生物防治提供参考依据。

关键词：拮抗微生物柑橘采后病害生物防治

拮抗微生物防治仙客来灰霉菌Botrytis cinerea的评估(英文)

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南京林业大学学报（自然科学版） 2009年第1期33卷 1-10页

作者：李德伟 John C.Sutton 加拿大圭尔夫大学环境生物系

以仙客来叶圆片方法对灰霉菌Botrytis cinerea的生防效果进行了评估,结果发现Clonostachys rosea和Trichoderma koningii抑制B.cinerea的效果达94%～100%,其效果优于所测试的从仙客来上分离的真菌和细菌的多数菌株。用整株仙客来测试生... 详细信息

以仙客来叶圆片方法对灰霉菌Botrytis cinerea的生防效果进行了评估,结果发现Clonostachys rosea和Trichoderma koningii抑制B.cinerea的效果达94%～100%,其效果优于所测试的从仙客来上分离的真菌和细菌的多数菌株。用整株仙客来测试生防菌效果表明,C.rosea在叶片、花瓣、叶柄和花梗上抑制B.cinerea效果分别达96%、58%、53%、77%;而Trichoderma koningii的效果分别达100%、42%、100%、90%。以析因试验设计对B.cinerea和C.rosea或T.koningii施用浓度在生防效果上的交互效应进行了测定,结果表明:当C.rosea的接种浓度是病原菌浓度的10倍或10倍以上时,其在叶片、花瓣、叶柄和花梗上抑制B.cinerea的效果分别达73%～100%、52%～86%、100%、54%～68%;当T.koningii的接种浓度为106个/mL或以上时,其抑制B.cinerea在仙客来(接种浓度为103～106个/mL时)各部分发生的效果分别为:叶片100%、叶柄62%～100%、花瓣38%～96%、花梗56%～100%。C.rosea在叶龄为2、3、5、6周的叶片上的生防效果更好,而在叶龄为4周的叶片上效果差些,在叶龄为1周的叶片上无效果。T.koningii在叶龄为1～6周的叶片上均可有效地抑制B.cinerea的发生,抑制效果达89%～100%。C.rosea和T.koningii均是在温室内防治仙客来灰霉菌B.cinerea的具潜力的有效生防菌,但T.koningii的防治效果显著地优于C.rosea的效果。

关键词：拮抗微生物生物防治 Botrytis cinerea Clonostachys rosea 仙客来 Trichoderma koningii

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拮抗微生物对向日葵列当的防除作用

拮抗微生物对向日葵列当的防除作用

中国第七届植物化感作用学术研讨会

作者：陈杰马永清西北农林科技大学资源环境学院中国科学院水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室

根寄生杂草向日葵列当已在全球范围内造成严重经济损失。目前尚无有效防除该列当的有效措施。相关研究表明微生物具有防除列当杂草的能力,例如列当病原真菌、寄主植物共生菌(丛植菌根真菌和根瘤菌)及一些细菌等。然而,目前尚无土壤中对... 详细信息

根寄生杂草向日葵列当已在全球范围内造成严重经济损失。目前尚无有效防除该列当的有效措施。相关研究表明微生物具有防除列当杂草的能力,例如列当病原真菌、寄主植物共生菌(丛植菌根真菌和根瘤菌)及一些细菌等。然而,目前尚无土壤中对植物病原菌有拮抗作用微生物是否具有防除列当杂草能力的相关报道。通过皿内种子萌发抑制试验研究了9株拮抗放线菌及3株拮抗真菌的发酵液对向日葵列当种子萌发的抑制作用。通过皿内向日葵与向日葵列当共培养试验探究其中1株放线菌淡紫褐链霉菌(Streptomyces enissocaesilis,509)和1株真菌灰黄青霉(Penicillium griseofulvum,CF3)发酵液在皿内模拟向日葵寄主存在条件下对向日葵列当种子萌发的抑制作用。通过盆栽试验研究了509和CF3菌剂对向日葵列当的防除效果。结果表明:1.供试9株放线菌中,509发酵液对向日葵列当种子萌发的抑制作用最强。在供试5种浓度下,509发酵液对向日葵列当种子萌发的抑制率均达50%以上(P生物量及产量,改良了向日葵根区土壤中微生物区系的结构。本研究表明淡紫褐链霉菌509可能为向日葵列当生物防除的适宜菌株。

关键词：向日葵列当生物防除放线菌真菌拮抗微生物

来源： cnki会议评论

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水产动物病原拮抗微生物及其应用研究进展

大连海洋大学学报 2017年第6期32卷 753-758页

作者：杜明洋叶仕根刘娟王讷言杨静白璐大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室大连市海珍品疾病防控重点实验室辽宁大连116023

为探寻水产养殖中可代替抗生素和化学药物拮抗菌生物防控以及更安全、有效、无公害的生物生态环境防控措施,本研究中综述了水产养殖动物病原及其拮抗微生物的种类、作用机制、应用现状等,并对水产动物病原拮抗微生物研究及其应用中存在... 详细信息

为探寻水产养殖中可代替抗生素和化学药物拮抗菌生物防控以及更安全、有效、无公害的生物生态环境防控措施,本研究中综述了水产养殖动物病原及其拮抗微生物的种类、作用机制、应用现状等,并对水产动物病原拮抗微生物研究及其应用中存在的问题和发展趋势等进行了展望。本研究结果可为水产养殖用微生态制剂的研发以及水产动物的疾病防控提供参考依据。

关键词：拮抗微生物作用机制应用现状

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拮抗微生物诱导采后果蔬抗病性的机制

食品科学 2010年第9期31卷 297-300页

作者：罗杨明建曾凯芳西南大学食品科学学院重庆400715 重庆市特色食品工程技术研究中心重庆400715

综述拮抗微生物诱导采后果蔬抗病性的机制。拮抗微生物能够诱导果蔬产生植物保卫素,提高果蔬防御酶如几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶和多酚氧化酶的活性,并能够通过调节活性氧代谢和提高果蔬结构抗性,从而增强... 详细信息

综述拮抗微生物诱导采后果蔬抗病性的机制。拮抗微生物能够诱导果蔬产生植物保卫素,提高果蔬防御酶如几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶和多酚氧化酶的活性,并能够通过调节活性氧代谢和提高果蔬结构抗性,从而增强果蔬的抗病性。拮抗微生物诱导采后果蔬抗病性的机制研究将为生物防治技术在采后果蔬病害防治中的应用提供参考依据。

关键词：生物防治拮抗微生物采后病害诱导抗病性机制

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拮抗微生物在水果保鲜上的应用研究

现代食品 2020年第22期5卷 143-144,157页

作者：陈心怡周炜凯刘萍茹杨春敏广州工商学院广东广州510850

长期以来如何有效延长采后水果的贮藏时间,最大程度减少水果腐烂率都是水果产业面临的挑战。目前水果保鲜方法多为化学和物理方法,微生物保鲜剂近年才逐步推广并应用,本文综述了拮抗微生物的作用机理及其在水果保鲜中的应用,并对未来的... 详细信息

长期以来如何有效延长采后水果的贮藏时间,最大程度减少水果腐烂率都是水果产业面临的挑战。目前水果保鲜方法多为化学和物理方法,微生物保鲜剂近年才逐步推广并应用,本文综述了拮抗微生物的作用机理及其在水果保鲜中的应用,并对未来的发展提出建议及展望。

关键词：拮抗微生物水果保鲜拮抗机理

探索拮抗微生物及其次级代谢产物对芒果冷链保鲜效果的影响

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食品安全导刊 2022年第5期 108-111页

作者：周炜凯刘萍茹陈心怡吴晓梅薛斌广州工商学院工学院广东广州510850

微生物间的拮抗作用可以抑制其中一种微生物的生长,抑制率高且不会引入其他成分。芒果作为一种热带经济价值较高的水果,一直饱受炭疽病的侵害。本文以巨大芽孢杆菌为例探讨拮抗微生物及其次级代谢产物对芒果炭疽病的抑制作用。抑菌实验... 详细信息

微生物间的拮抗作用可以抑制其中一种微生物的生长,抑制率高且不会引入其他成分。芒果作为一种热带经济价值较高的水果,一直饱受炭疽病的侵害。本文以巨大芽孢杆菌为例探讨拮抗微生物及其次级代谢产物对芒果炭疽病的抑制作用。抑菌实验和果实喷淋实验表明,巨大芽孢杆菌可以抑制炭疽病的发生,其次级代谢产物也可以延缓芒果的成熟,从而减小芒果在运输和保藏过程中的腐烂率。延长贮藏期和完善保鲜度可以提高经济效益以及水果食用价值,为消费者提供安全、健康的水果产品。

关键词：拮抗微生物芒果巨大芽孢杆菌冷链保鲜

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烟田拮抗微生物的互作及其应用效果研究

烟田拮抗微生物的互作及其应用效果研究

作者：丁玥琪河南科技大学

学位级别：硕士

为探讨拮抗微生物间的相互作用关系及其对烟草农艺性状与根围微生物的影响,试验在前人研究基础上,以洛阳烟田原位土壤中分离的16株对烟草常见土传病原真菌有良好抑制作用的拮抗真菌、细菌和放线菌为对象,通过改良的平板对峙培养法,测定... 详细信息

为探讨拮抗微生物间的相互作用关系及其对烟草农艺性状与根围微生物的影响,试验在前人研究基础上,以洛阳烟田原位土壤中分离的16株对烟草常见土传病原真菌有良好抑制作用的拮抗真菌、细菌和放线菌为对象,通过改良的平板对峙培养法,测定其相互作用关系,确定相对亲和的拮抗菌株;通过二次发酵培养将拮抗菌株复合菌群与有机辅料结合,制备成微生态制剂;在洛宁县烟田设置不同处理,研究该微生态制剂对烟草不同生育期农艺性状及其根围土壤微生物的影响,结果如下。（1）拮抗菌株之间的相互抑制率测定结果表明,多数拮抗微生物之间存在相互抑制作用,其相互作用关系主要表现在空间位点和营养物质的竞争、产生抗生类物质影响气生菌丝和基内菌丝的生长等;试验筛选出相对亲和的拮抗真菌、细菌与放线菌各3株。（2）拮抗真菌T1、T2与T3相互抑制率均在50%以下,表现为营养竞争,可以协调生长;与拮抗放线菌S2、S4、S7和拮抗细菌B1、B2、B3分别对峙培养时,相互抑制作用较小。拮抗细菌B1、B2与B3之间互作表现为基本亲和,可以协调生长;与拮抗放线菌S2、S4、S7分别对峙培养时,拮抗放线菌均能正常生长,对拮抗细菌抑制作用很强。拮抗放线菌S2、S4与S7之间相互抑制作用较小,可以协调生长。（3）拮抗微生物二次发酵制成的微生态制剂初级产品（复合生物有机肥）物理性状良好,显微检测拮抗微生物能够在其上成功定殖。（4）烟草田间农艺性状测定结果表明,增施有机肥与微生态制剂均能有效增加株高和茎围,扩大叶片数和叶面积。（5）增施有机肥与微生态制剂均能增加烟草采收期根围土壤可培养的微生物菌落数量,与对照相比其真菌数量分别增加了379.12%和78.06%;细菌数量分别增加了16.45%和5.21%;放线菌数量分别增加了9.37%和5.14%。使用微生态制剂的处理根围土壤真菌数量的增加幅度显著低于使用有机肥的处理。（6）增施有机肥的处理,其根围土壤微生物的物种丰富度与群落多样性最高,其次为增施微生态制剂的处理,对照最低。增施有机肥与微生态制剂的两个处理的土壤样本相似度高,且两个土壤样本中的链霉菌和芽孢杆菌相对含量高于对照。试验通过室内筛选与田间调查相结合,明确了多种拮抗微生物之间的相互作用关系,研制开发了复合微生态制剂的初级产品,探讨了该产品对烟草不同生育期农艺性状及其根围土壤微生物的影响,为进一步利用多种拮抗微生物协同防治烟草土传真菌病害奠定了一定的理论与实践基础。

关键词：烟草农艺性状拮抗微生物拮抗作用微生态制剂根围微生物