小麥內(nèi)生細(xì)菌的種群多樣性調(diào)查及其在小麥條銹病生物防治中的利用研究.pdf

1、小麥條銹病是由Puccinia striiformis west.f.sp.tritici Eriks et Henn引起的真菌性病害，也是世界上小麥最嚴(yán)重的病害之一。由于其發(fā)生區(qū)域廣，流行頻率高，危害損失重等特點(diǎn)己成為影響小麥穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的主要因素。目前對(duì)小麥條銹病的防治主要采用抗性品種、化學(xué)藥劑和農(nóng)業(yè)綜合防治措施。但由于小麥條銹病菌生理小種變異快及施用農(nóng)藥造成藥劑污染等原因，生產(chǎn)上迫切需要一種可持續(xù)、環(huán)保的方法來(lái)進(jìn)行小麥條銹病的防治。內(nèi)

2、生細(xì)菌因其特有的優(yōu)點(diǎn)及多樣的生物學(xué)特性，受到眾多植物病理學(xué)家的關(guān)注。但是用小麥內(nèi)生細(xì)菌防治小麥條銹病還鮮有報(bào)道。作者對(duì)小麥內(nèi)生細(xì)菌的種群多樣性進(jìn)行了調(diào)查，從分離的內(nèi)生細(xì)菌中篩選出對(duì)小麥具有顯著促生、防病和增產(chǎn)效果的菌株，并對(duì)其防病促生和增產(chǎn)機(jī)理進(jìn)行了研究，主要結(jié)果如下:
　　1、本研究對(duì)采自不同地區(qū)、不同時(shí)期、不同器官的健康小麥樣品進(jìn)行內(nèi)生細(xì)菌的分離并對(duì)其種群多樣性進(jìn)行分析。結(jié)果表明:從小麥體內(nèi)共分離出內(nèi)生細(xì)菌313株，其中從南陽(yáng)

3、市臥龍區(qū)樣品中分離出的內(nèi)生細(xì)菌數(shù)為101株，占總細(xì)菌數(shù)的32.27％;不同小麥器官的內(nèi)生細(xì)菌數(shù)量存在差異，在整個(gè)生長(zhǎng)期，根部?jī)?nèi)生細(xì)菌的數(shù)量最多達(dá)11.5×105cfu/g，莖、葉片和籽粒中內(nèi)生細(xì)菌數(shù)量分別為6.88×105cfu/g、4.77×105cfu/g和3.47×105cfu/g;不同時(shí)期內(nèi)生細(xì)菌分離也存在差異，抽穗期內(nèi)生細(xì)菌數(shù)量為10.48×105cfu/g，分蘗期、拔節(jié)期和蠟熟期內(nèi)生細(xì)菌數(shù)量分別為2.73×105cfu/g、

4、6.65×105cfu/g和9.3×105cfu/g。經(jīng)過(guò)16S rDNA序列比對(duì)分析，內(nèi)生細(xì)菌群落共包含23 Operational taxonomicunits(OTU)，歸屬于9個(gè)屬。芽孢桿菌屬(Bacillus)為優(yōu)勢(shì)菌群，占細(xì)菌總數(shù)的76.37％，假單胞屬次之，占細(xì)菌總數(shù)的10.23％。蠟樣芽孢桿菌（B.cereus）和枯草芽孢桿菌（B.subtilis）在小麥整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中具有較高的分離頻率，分別為9.7％和4.37％。St

5、enotrophomonas maltophilia作為小麥內(nèi)生菌為首次報(bào)道。
　　2、以127株小麥內(nèi)生細(xì)菌為研究對(duì)象，通過(guò)室內(nèi)和室外試驗(yàn)就內(nèi)生細(xì)菌對(duì)小麥幼苗促生作用進(jìn)行研究，采用聚類分析、判別分析和相關(guān)分析等綜合統(tǒng)計(jì)分析法，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。結(jié)果表明:6株內(nèi)生細(xì)菌(SB127、LD161、RA135、JD204、RC79、RB132)對(duì)小麥的生長(zhǎng)指標(biāo)（葉長(zhǎng)、莖葉干重、根干重）、解無(wú)機(jī)磷與有機(jī)磷能力、產(chǎn)生長(zhǎng)素量等8個(gè)觀察指標(biāo)都

6、較高，且生長(zhǎng)指標(biāo)與解磷能力及產(chǎn)生長(zhǎng)素量有顯著的正相關(guān)性，內(nèi)生細(xì)菌的解磷能力及產(chǎn)生長(zhǎng)素量對(duì)小麥生長(zhǎng)有顯著的影響。不同的內(nèi)生細(xì)菌促進(jìn)小麥生長(zhǎng)的作用不同。選擇生長(zhǎng)素分泌量高、解磷能力強(qiáng)的內(nèi)生細(xì)菌菌株，對(duì)促進(jìn)小麥生長(zhǎng)，防治小麥病害有積極意義。
　　3、根據(jù)形態(tài)學(xué)、生理生化特征和16S rDNA序列同源性對(duì)6株內(nèi)生細(xì)菌(RC79、SB127、RB132、RA135、LD161、JD204)進(jìn)行鑒定，并對(duì)2株(LD161、JD204)還用rp

7、oD基因進(jìn)行了鑒定，初步將其歸為蠟樣芽孢桿菌(Bacillus cereus)、巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium)、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、熒光假單胞菌（Pseudomonasfluorescens）和惡臭假單胞菌（Pseudomonas putida）。6株內(nèi)生細(xì)菌的最適生長(zhǎng)溫度均為28℃～30℃，最適生長(zhǎng)pH值均為6～8;菌株RC79、SB127、RB132與RA135均能有效利用葡萄

8、糖碳源，菌株LD161與JD204可利用除木糖醇外的供試碳源，6株菌株幾乎能利用所有的供試8種氮源。除RB132外所有菌株均檢測(cè)到精氨酸脫羧酶與賴氨酸脫羧酶活性。定殖實(shí)驗(yàn)表明:6株促生菌株均可穩(wěn)定在小麥體內(nèi)定殖，并且菌株SB127、RB132和JD204在小麥體內(nèi)可以向地上部轉(zhuǎn)移。
　　4、內(nèi)生細(xì)菌對(duì)14個(gè)不同小麥品種的大田防效和增產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果表明:用6株內(nèi)生細(xì)菌RC79M、SB127M、RB132M、RA135M、LD161M和J

9、D204M分別處理14個(gè)不同小麥品種后，小麥平均發(fā)病率為14.62％～19.9％，約為對(duì)照區(qū)平均發(fā)病率的68.9％～83.4％;內(nèi)生菌處理后病情指數(shù)平均為4.98～7.13，約為對(duì)照區(qū)平均病情指數(shù)的64.7％～92.3％;與各自對(duì)照相比，對(duì)小麥條銹病正的平均防治效果達(dá)到29.6％～45.1％，產(chǎn)量平均增加了4.56％～10.59％。內(nèi)生細(xì)菌JD204M具有高效的田間病害控制和促進(jìn)小麥增產(chǎn)能力。
　　5、利用內(nèi)生細(xì)菌JD204M誘導(dǎo)

10、小麥植株系統(tǒng)抗性試驗(yàn)結(jié)果表明:用內(nèi)生細(xì)菌誘導(dǎo)處理后，在整個(gè)生育期抗病品種（新原958）和感病品種（矮抗噸產(chǎn)王）小麥葉片的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性均比對(duì)照有所增強(qiáng)，但兩個(gè)品種之間的酶活的動(dòng)態(tài)變化有所不同;丙二醛(MDA)、超氧陰離子和H2O2含量比對(duì)照降低，同時(shí)伴隨著脯氨酸、類黃酮含量的增加，可能與內(nèi)生細(xì)菌誘導(dǎo)小麥植株產(chǎn)生的抗病性有關(guān)。

11、　　6、研究了內(nèi)生突變細(xì)菌JD204M對(duì)14個(gè)不同小麥品種分蘗數(shù)、株高、根系活力以及葉片光合特性的影響。結(jié)果表明:用內(nèi)生細(xì)菌處理后可提高小麥幼苗的分蘗數(shù)，鄭麥9023品種分蘗數(shù)增加最多，比對(duì)照提高了34.14％;有12個(gè)品種的株高和根系活力分別比對(duì)照平均增加9.21％和13.33％;10個(gè)品種小麥葉片葉綠素含量和凈光合速率(Pn)分別比對(duì)照平均增加7.64％和16.59％;11個(gè)品種的蒸騰速率(Tr)和氣孔導(dǎo)度(Gs)分別比對(duì)照平均增加