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： 贝莱斯芽孢杆菌GJ-7对三七根结线虫病的防病机制研究
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY40.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 贝莱斯芽孢杆菌GJ-7对三七根结线虫病的防病机制研究/.吴文涛著/.朱有勇, 何霞红, 王扬指导 |
| 出版发行项： | 2023.6.6 |
| 载体形态项： | 109页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 植物保护学院, 学号2020110042 |
| 提要文摘： | 三七是我国名贵的中药材，具有较高的药用和经济价值。林下三七有机种植是利用生物多样性减轻病虫危害、降低农残污染、提升品质的有效措施，但部分林下三七根结线虫病发生严重。由于三七中缺少抗根结线虫病的种质资源，抗病育种进展缓慢，而化学防治存在环境污染和农药残留等问题，生物防治被认为是最具发展潜力的防治方法之一，在三七病害的防治中具有非常广阔的应用前景。目前，关于三七根结线虫病生物防治方面的研究相对较少，并且其防治机制的研究有限。本研究分离筛选了对三七根结线虫病有良好防效的生防菌资源，并对其防病机制进行了探索。获得如下研究结果： 1.有益拮抗菌株的分离、筛选与防效验证。通过可培养分离的方法，从云南省林下三七种植基地三七根际土壤中共分离得到56株根际细菌。16S rRNA系统发育分析结果表明，56株根际细菌其分类地位属于4个门，包括Actinobacteria（放线菌门），Bacteroidetes（拟杆菌门），Firmicutes（厚壁菌门）及Proteobacteria（变形菌门）。在属水平上，分离得到的芽孢杆菌属数量最多，共有38株。对56株根际细菌的杀线虫活性进行评价，41.07%的根际菌株对北方根结线虫的致死效果高达50%以上，其中三株芽孢杆菌菌株（NS-2、NS-3和GJ-7）发酵液稀释浓度十倍仍表现出显著的杀线虫效果和抑制虫卵孵化的能力。结合形态特征和16S rRNA测序，菌株NS-2、NS-3和GJ-7鉴定为蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus)、赖氨酸芽孢杆菌（Lysinibacillus)和贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）。菌株GJ-7在盆栽实验中表现出良好的生防潜力，其可以显著降低根结数量并能够促进三七生长。另外，将GJ-7和不同原料的有机肥二次发酵制成不同的生物有机肥，研究其对林下三七根结线虫病的防控效果。结果表明：两种生物有机肥（BOF1和BOF2）均能显著降低三七根结线虫病的发病情况和土壤根结线虫的数量。同时，生物有机肥也能促进三七植株的生长，提高三七的产量和品质。 2. 贝莱斯芽孢杆菌GJ-7在三七根部的定殖研究。通过电击转化法成功将红色荧光质粒导入到根际细菌GJ-7中，获得了荧光标记菌株RFP-GJ-7。在荧光显微镜下观察转化的菌株，结果表明质粒已成功转化到GJ-7菌株中，并能正常表达荧光。实验证明荧光质粒能在GJ-7中稳定遗传且不影响菌株生长及拮抗根结线虫的活性。在接种后1、3、5、7、15和30天测定三七根部荧光标记菌株的数量。结果表明，标记菌株RFP-GJ-7在三七的根际土壤、根表和根内均有定殖，定殖的总体趋势是：根际＞根表＞根内。在激光共聚焦显微镜下可以成功观察到标记菌株RFP-GJ-7三七根部的大量定殖。 3.贝莱斯芽孢杆菌GJ-7杀线虫活性物质的分析。活性物质基本性质研究结果表明贝莱斯芽孢杆菌GJ-7产生的活性物质具有良好的稳定性。冷冻干燥实验结果表明，经冷冻干燥后得到的非挥发性物质复溶后无显著的杀线虫活性。三室培养皿实验结果表明，贝莱斯芽孢杆菌GJ-7产生的活性成分为挥发性物质。共鉴定出六种特征挥发性有机化合物，包括3-甲基-1-丁醇（3-methyl-1-butanol）、3-甲基-2-戊酮（3-methyl-2-pentanone）、5-甲基-2-己酮（5-methyl-2-hexanone）、二庚酮（2-heptanone）、2,5-二甲基吡嗪（2,5-dimethylpyrazine）和6-甲基-2庚酮（6-methyl-2-heptanone）。六种挥发物都具有较强的杀二龄幼虫的活性和对卵孵化的直接抑制活性。另外，3-甲基-1-丁醇和2-庚酮对二龄幼虫和卵显示出显著的熏蒸效果。趋化实验结果表明六个挥发性物质对二龄幼虫均具有趋避活性。综合以上数据表明贝莱斯芽孢杆菌GJ-7的挥发性代谢物质可以通过多种模式（触杀活性、熏蒸活性和趋避活性）来帮助植物抵抗根结线虫。 4. 贝莱斯芽孢杆菌GJ-7与三七和根结线虫的互作研究。转录组测序结果表明，贝莱斯芽孢杆菌接种激活了三七体内抗病相关基因的表达。 接种贝莱斯芽孢杆菌（Bcv）、根结线虫（Mh）、贝莱斯芽孢杆菌+根结线虫（BcvMh）及空白对照（CK）4种处理下三七基因表达结果表明，贝莱斯芽孢杆菌接种在后续有无根结线虫侵染时都会显著调控苯丙烷生物合成通路相关基因的表达。Bcv处理组显著抑制了4CL相关基因和部分CAD相关基因的表达，这表明贝莱斯芽孢杆菌的定殖对宿主三七木质素的合成具有抑制作用，有利于与三七形成互利共生的关系；BcvMh处理显著上调了PAL、C4H和CAD和部分4CL相关基因的表达，这表明面对根结线虫的侵染，贝莱斯芽孢杆菌的预定殖可以帮助三七加速木质素的合成，以抵御根结线虫的侵染。另外，Bcv 和BcvMh处理组均能激活许多与植物-MAPK信号通路相关的基因参与病原菌侵染和植物激素转导防御反应。在病原菌侵染中，Bcv处理通过激活转录因子 WRKY22和PR1基因的表达来启动防御反应。BcvMh处理同样激活转录因子 WRKY22和PR1基因来启动防御反应；另外为了应对根结线虫的侵染，激活了转录因子WRKY33来启动植保素的合成。在植物激素转导方面，Bcv和BcvMh处理均上调了乙烯受体ETR和乙烯响应转录因子ERF1的表达，从而激活ET相关的防御反应。 5. 贝莱斯芽孢杆菌GJ-7对三七根际微生物群落结构的调控。基于高通量测序结果，发现添加贝莱斯芽孢杆菌GJ-7的生物有机肥可显著提高三七根际微生物多样性，改变微生物群落结构；与无处理对照和有机肥基质处理相比，施用添加贝莱斯芽孢杆菌GJ-7的生物有机肥可增加细菌放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和芽单胞菌门（Gemmatimonadete s）等有益细菌的丰度，降低变形菌门（Proteobacteria）的丰度；同时可降低三七根际真菌子囊菌门（Ascomycota）的丰度，提高担子菌门（Basidiomycota）等其他真菌的丰度。这表明GJ-7可以通过调控三七根际微生物群落结构，进而提高土壤整体的抗病能力，减少土传病害的发生。 |
| 并列题名： | The biocontrol mechanism of Bacillus velezensis GJ-7 against root-knot nematode disease of Panax notoginseng eng |
| 题名主题： | 三七 根结线虫病 贝莱斯芽孢杆菌 定殖 活性物质 转录组 生物有机肥 根际微生物 学位论文 |
| 中图分类： | S435.675-533 |
| 个人名称等同： | 吴文涛 著 |
| 个人名称次要： | 朱有勇 指导 |
| 个人名称次要： | 何霞红 指导 |
| 个人名称次要： | 王扬 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240301 |