小麥內(nèi)生細菌的種群多樣性調(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，危害損失重等特點己成為影響小麥穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的主要因素。目前對小麥條銹病的防治主要采用抗性品種、化學藥劑和農(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)保的方法來進行小麥條銹病的防治。內(nèi)

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

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

4、6.65×105cfu/g和9.3×105cfu/g。經(jīng)過16S rDNA序列比對分析，內(nèi)生細菌群落共包含23 Operational taxonomicunits(OTU)，歸屬于9個屬。芽孢桿菌屬(Bacillus)為優(yōu)勢菌群，占細菌總數(shù)的76.37％，假單胞屬次之，占細菌總數(shù)的10.23％。蠟樣芽孢桿菌（B.cereus）和枯草芽孢桿菌（B.subtilis）在小麥整個生長過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)生菌為首次報道。
　　2、以127株小麥內(nèi)生細菌為研究對象，通過室內(nèi)和室外試驗就內(nèi)生細菌對小麥幼苗促生作用進行研究，采用聚類分析、判別分析和相關分析等綜合統(tǒng)計分析法，對實驗結果進行分析。結果表明:6株內(nèi)生細菌(SB127、LD161、RA135、JD204、RC79、RB132)對小麥的生長指標（葉長、莖葉干重、根干重）、解無機磷與有機磷能力、產(chǎn)生長素量等8個觀察指標都

6、較高，且生長指標與解磷能力及產(chǎn)生長素量有顯著的正相關性，內(nèi)生細菌的解磷能力及產(chǎn)生長素量對小麥生長有顯著的影響。不同的內(nèi)生細菌促進小麥生長的作用不同。選擇生長素分泌量高、解磷能力強的內(nèi)生細菌菌株，對促進小麥生長，防治小麥病害有積極意義。
　　3、根據(jù)形態(tài)學、生理生化特征和16S rDNA序列同源性對6株內(nèi)生細菌(RC79、SB127、RB132、RA135、LD161、JD204)進行鑒定，并對2株(LD161、JD204)還用rp

7、oD基因進行了鑒定，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)生細菌的最適生長溫度均為28℃～30℃，最適生長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外所有菌株均檢測到精氨酸脫羧酶與賴氨酸脫羧酶活性。定殖實驗表明: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)可以向地上部轉移。
　　4、內(nèi)生細菌對14個不同小麥品種的大田防效和增產(chǎn)試驗結果表明:用6株內(nèi)生細菌RC79M、SB127M、RB132M、RA135M、LD161M和J

9、D204M分別處理14個不同小麥品種后，小麥平均發(fā)病率為14.62％～19.9％，約為對照區(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，約為對照區(qū)平均病情指數(shù)的64.7％～92.3％;與各自對照相比，對小麥條銹病正的平均防治效果達到29.6％～45.1％，產(chǎn)量平均增加了4.56％～10.59％。內(nèi)生細菌JD204M具有高效的田間病害控制和促進小麥增產(chǎn)能力。
　　5、利用內(nèi)生細菌JD204M誘導

10、小麥植株系統(tǒng)抗性試驗結果表明:用內(nèi)生細菌誘導處理后，在整個生育期抗病品種（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)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性均比對照有所增強，但兩個品種之間的酶活的動態(tài)變化有所不同;丙二醛(MDA)、超氧陰離子和H2O2含量比對照降低，同時伴隨著脯氨酸、類黃酮含量的增加，可能與內(nèi)生細菌誘導小麥植株產(chǎn)生的抗病性有關。

11、　　6、研究了內(nèi)生突變細菌JD204M對14個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。結果表明:用內(nèi)生細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，比對照提高了34.14％;有12個品種的株高和根系活力分別比對照平均增加9.21％和13.33％;10個品種小麥葉片葉綠素含量和凈光合速率(Pn)分別比對照平均增加7.64％和16.59％;11個品種的蒸騰速率(Tr)和氣孔導度(Gs)分別比對照平均增加