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核盘菌[Sclerotinia sclerotiorum(Lib.)de Bary]是一种世界性分布的重要植物病原真菌,在我国严重威胁油菜生产。利用有益微生物控制核盘菌是目前菌核病防治研究的重点方向。本研究分离到一株对核盘菌有显著拮抗活性的真菌PY-1菌株,并对其分类地位进行了鉴定、对其控制油菜菌核病生防效果进行了评估,对PY-1菌株产抗真菌物质(AFS,Antifungal substance)的条件进行了优化,初步明确了其所产AFS的特性,并对该AFS进行了初步分离纯化,结果如下:1.拮抗菌PY-1菌株的鉴定:根据形态学特征及ITS序列分析,鉴定PY-1菌株为草酸青霉菌(Penicillium oxalicum),在真菌界的分类地位上属于丝孢子真菌,丝孢纲,丝孢目,青霉属(Penicillium),而其有性代为子囊菌门,不整囊菌纲,散囊菌目,散囊菌属真菌。2.PY-1菌株对核盘菌作用机理:对峙培养试验表明PY-1菌株对核盘菌的菌丝有强烈的拮抗作用,抑菌面积达9.6cm2,2个月后观察该抑菌面积仍不变。在20ml的PDA培养基中添加1ml的发酵液抑制核盘菌生长率为62.24%,其中1ml发酵液中的AFS相当于4μg纯的农利灵。另外研究还发现:PY-1菌株不能寄生菌核,对菌核的萌发没有明显的抑制作用,但可以降低菌核的产量。而且还可抑制核盘菌子囊孢子侵染油菜叶片。3.PY-1菌株的诱导抗病性:将PY-1菌株的孢子液(107个孢子/mL)和发酵液原液处理棉花根部后,分别在5d、7d、15d后接种炭疽病菌(Colletotrichum gossypii)的孢子(106个/ml),12d后统计发现:处理5d后接种病原菌,对照的病情指数为30.44,而孢子和发酵液处理的病情指数分别为16.13、14.50,相对防效分别达到47.02%、52.33%;处理7d后接种病原菌,对照的病情指数为22.95,而孢子和发酵液处理的病情指数分别为11.80、13.86,相对防效分别达到48.58%、39.65%;处理15d后接种病原菌,孢子液处理后的发病率仅为53%,其它两个处理发病率为100%。对照病情指数为25.40,孢子和发酵液处理的病情指数分别为8.40、16.64,相对防效分别达到66.92%、34.21%。结果表明PY-1菌株可诱导棉花对炭疽菌产生抗性。两种诱导因子相比较而言,孢子液的诱导作用更好一些。4.PY-1菌株对油菜菌核病的控制作用:(1)室内离体叶片接种试验表明:对照平均病斑直径较大为4.07±0.68cm,用PY-1孢子(107个孢子/mL)处理后叶片发病率为75%,平均病斑直径只有0.730.64cm。而用发酵液原液处理后,15片叶片中只有1片叶片发病,病斑直径为1cm。(2)盆栽试验结果表明:PY-1菌株的孢子和发酵液对菌核病都有很好的控制作用,只接种核盘菌的油菜植株发病叶片数多,而且病斑直径为2.80±0.5;经PY-1菌株107的孢子处理后只有2片叶片发病,而用发酵原液处理后只有1片叶片发病。(3)2007年田间试验结果表明PY-1菌株的孢子液(107个孢子/mL)和发酵液(稀释5倍)对菌核病都具有一定的防效,两个处理的病情指数要低于与对照处理病情指数,也较菌核净处理的低。PY-1菌株的孢子、发酵液以及菌核净的相对防效分别为52.65%、39.48%、31.04%。5.影响PY-1菌株产AFS因子的研究:(1)PY-1菌株AFS的产量与接种量、发酵温度、培养基的起始pH值有关,最适的接种量为0.2-0.4ml(107个孢子/mL!),最适的发酵温度为20℃,发酵最适的起始pH为4-5。研究还发现该菌对通气量要求不高,摇瓶中装30—100ml培养基都比较适宜AFS的产生。(2)以CMS为基本培养基进行了碳源、氮源的筛选,产生AFS最为适宜的碳源有蔗糖、甘露醇、甘油,最为适宜的氮源有精氨酸、花生饼粉、鱼粉。此外,PDB培养基适合PY-1菌株的生长和AFS的产生。(3)以PDB、CMS为基本培养基筛选到了最佳发酵培养基:KH2PO4,1.0g;MgSO4.7H2O,0.5g;CuSO4.5H2O,0.005g;KCL,0.5g;精氨酸,0.871g:蔗糖10.12g,蒸馏水至1000ml。同时还研究了该菌的发酵代谢过程的一些代谢参数的变化,如pH,总糖,还原糖,氨基氮,菌丝生物产量等,AFS的产量在发酵第3d即可达到最高值。6.PY-1菌株所产AFS的抗菌谱:抑菌谱测定试验结果表明PY-1菌株所产的AFS对多种重要的植物病原真菌(如稻瘟菌、灰霉菌等)的抑制作用较强,而对水稻纹枯病菌、草莓白绢病菌等病原菌没有拮抗作用,表明PY-1菌株所产生抗生物质是一种抗真菌物质,具有一定的选择性。7.PY-1菌株所产AFS的稳定性:将PY-1菌株的发酵液经高温(121℃)处理30min的时间后,仍有较高的抑菌活力,表明该AFS具耐高温特性。酸碱稳定性测定试验表明该AFS在pH3-12范围内抑菌率变化幅度为52.17%-25.6%,在酸性条件下比较稳定,在碱性条件下活性下降。将PY-1菌株发酵液的乙醚提取物经紫外线照射2h后,抑菌活性提高的幅度为58.6%。发酵液在室温存放一年后丧失抑菌活性。但在4℃存放一年后抑菌活性下降幅度为30.4%。表明PY-1菌株的AFS可在4℃长时间存放。8.PY-1菌株所产AFS初步鉴定:(1)八溶剂系统纸层析试验结果表明,PY-1菌株所产的AFS是一种脂溶性的化合物,属金色抗霉素类抗生物质。pH纸层析实验结果表明,PY-1菌株AFS在酸性区域和碱性区Rf值有两个高峰,可知该AFS可能为一两性抗生素类物质。9.PY-1菌株AFS的粗提取:(1)PY-1菌株发酵液粗提取物和菌丝提取物对核盘菌菌丝生长都有显著的抑制作用,表明PY-1菌株的AFS胞内胞外均有产生。用极性较弱的有机溶剂乙酸乙酯、氯仿、乙醚等提取后效果较好,表明该AFS极性较低。进一步研究表明最适提取比例为:发酵液:乙醚=4:3(V/V)。10.PY-1菌株AFS的分离和纯化:(1)通过薄层层析(TLC),在展开剂乙酸乙酯:甲醇:水=100:10:1中可分离到3种物质,Rf值分别约为0.16,0.76,0.89。经生物检测Rf值0.89的物质具有生物活性。(2)将经过TLC精制后的样品再利用高效液相色谱(HPLC)进行分离。经过HPLC两次分离,在流动相:甲醇:水=70:30;流速:0.8ml/min的条件下分离出两个活性峰a1、a2,保留时间分别为26.33min、32.12min。(3)将经过HPLC纯化得到的两个活性组分a1、a2的纯品,采用EI-MS测定了分子量,分别为274.2、326.1。