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香蕉枯萎病生防链霉菌新种JRGG-11的分离鉴定及其抑菌机理认领

作者：

张惠茜

学位授予单位：

海南大学

摘要：

香蕉是全球贸易四大农产品之一,是四亿人口的粮食作物。香蕉枯萎病是一种由死体营养型真菌尖孢镰刀菌古巴专化型（Fusarium oxysporum f.sp.Cubense,Foc）侵染引起的土传真菌性病害,目前报道的香蕉枯萎病致病菌有4个生理小种,Foc 1鉴定最早,侵染大蜜哈（Gros Michel,AAA）,但对卡文迪许（Cavendish,AAA）无效;Foc 4是为害最严重的小种,几乎侵染所有香蕉品种,迄今为止,尚无抗病的商业化品种和安全高效的防治措施,严重限制香蕉产业可持续发展。生物防治被认为是一种有前景的防控香蕉枯萎病的方法。本研究从采集自尖峰岭自然保护区药用植物——润楠树（Machilus pingii Cheng ex Yang）的根际土壤中分离筛选得到一株对Foc 4具有良好抑菌作用的放线菌JRGG-11,并对其进行分类学鉴定,研究其生防效果和抑菌机制,以期为丰富香蕉枯萎病生防资源,推动放线菌JRGG-11的开发运用奠定基础。具体研究结果如下:（1）分离鉴定。以润楠树根际土壤为分离材料,共分离出放线菌61株,其中17株对Foc 4有抑菌活性,结合发酵液复筛,选出一株抑菌活性最好的放线菌编号为JRGG-11。基于16S r RNA序列进化分析和生理生化特征,将其归为链霉菌属。链霉菌JRGG-11对18种植物病原真菌皆有抑制作用,具有广谱抑菌活性。（2）盆栽试验。结合香蕉根部切片观察和根际土壤涂布,发现放线菌JRGG-11发酵液有效减少了Foc 4的定殖数量。香蕉防御系统相关酶测定,发现JRGG-11可以明显提高香蕉SOD、CAT、POD、PPO等活性。且放线菌JRGG-11发酵液有效的增加了香蕉生物量,对香蕉苗生长有促进作用。统计病株并计算病情指数发现,JRGG-11发酵液对香蕉枯萎病的防控指数达到了83.10%。（3）抑菌机制。通过色谱柱层析法获得了放线菌JRGG-11提取物,测定其对Foc4菌丝生长抑制的EC50为18.70μg/m L,EC95为274.43μg/m L。4×EC50浓度的JRGG-11提取物处理Foc 4孢子时,完全抑制孢子萌发。4×EC50浓度的JRGG-11提取物处理Foc 4菌体时,菌丝形态和细胞完整性被严重破坏。稳定性实验表明菌株JRGG-11提取物对紫外照射和高温耐受性较好,酸性条件抑菌活性降低。此外,放线菌JRGG-11提取物处理后,Foc 4培养液中还原性糖含量增高,菌体可溶性蛋白减少、几丁质酶和β-1,3葡聚糖酶活性增加,显示其对Foc 4的细胞膜和细胞壁有降解作用。（4）代谢产物预测。链霉菌JRGG-11基因组测序显示,基因组总长10,590,458bp,G+C含量为71.779%。COG功能注释显示其有273个基因参与到了次生代谢产物生物合成、运输和分解代谢,158个基因参与了防御机制。GO注释显示其参与分子功能的相关基因最多。KEGG富集发现其与萜类化合物和聚酮类化合物代谢相关基因有99个。使用anti SMASH软件共预测到43个次级代谢产物合成基因簇,其中有4个与已知基因簇相似率100%,分别与丰加霉素、柚皮素、兰肽类化合物SAL-2242和吲哚的合成相关。综上,放线菌JRGG-11是一株兼具拮抗和促生功能的链霉菌,具有良好的生防利用潜能。

摘要译文

关键词：

香蕉枯萎病; 放线菌; 分离鉴定; 防控效果; 抑菌机制; 基因组注释

学位年度：

2021

学位类型：

硕士

学科专业：

农艺与种业

导师：

王尉

中图分类号：

S436.68[多年生草本果类病虫害];S476[生物防治]

学科分类号：

090401[植物病理学];090402[昆虫学];090904[草地保护学]

D O I：

10.27073/d.cnki.ghadu.2021.001413