马铃薯疮痂病拮抗菌的分离鉴定、发酵配方优化及其对马铃薯根际微生物的影响

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马铃薯疮痂病是马铃薯重要的土传病害,危害严重,随着马铃薯种植面积不断扩大和长期连作,马铃薯疮痂病病害愈加严重,严重影响马铃薯的产量和品质。目前对马铃薯疮痂病的治理通常采用化学治理、培育抗病品种、轮作和生物防治等措施。利用以芽孢杆菌为代表的拮抗菌防治土传病害,对人畜无毒,对环境友好,可有效改善植物根系微生物群落结构,且易于发酵,对环境条件要求不高,是一种重要的生物防治策略。本研究以马铃薯疮痂病病原菌疮痂链霉菌(Streptomyces scabies)为靶标,采用平板对峙法筛选获得一株高效拮抗菌株,对该菌株进行了鉴定,优化了产抑菌活性物质发酵培养基配方,分析了抑菌活性物质的性质,研究了该菌株及抑菌活性物质对马铃薯生长及根际土壤微生物多样性和群落结构的影响。期望为马铃薯疮痂病的防治和马铃薯专用微生物菌剂的研制提供理论依据和技术支持。主要结果如下:(1)筛选获得7株对马铃薯疮痂病菌拮抗效果较好的菌株,其中JT-1菌株抑菌效果最突出,鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilus)。(2)建立了JT-1菌株发酵液效价生物测定方法,优化了产抑菌活性物质发酵培养基,优化后的培养基配方:麦芽糖2%、蛋白胨2.317%、磷酸二氢钾0.089%;最佳发酵条件:种龄6 h、培养时间3 d、接种量4%、装液量50 m L/250 m L、转速220 rap/min、发酵温度30℃。优化后发酵液效价达到11402.38μg/m L,较基础培养基提高249.61%。(3)JT-1菌株产生的抑菌活性物质对热、强碱和紫外线较敏感,对有机溶剂氯仿部分敏感,对蛋白酶K较稳定;对马铃薯疮痂病菌的最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC)分别为125μg/m L和250μg/m L。(4)接种JT-1菌株和施加500μg/m L抑菌活性物质能够显著提高马铃薯块茎产量,显著降低马铃薯疮痂病发病率,显著提高土壤碱解氮含量、土壤蔗糖酶活性和土壤脲酶活性。接种JT-1菌株显著降低了新赤壳属(Neocosmospora)等有害菌的相对丰度,施加500μg/m L抑菌活性物质能够显著增加鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、类诺卡氏属(Nocardioides)、大理石雕菌属(Marmoricola)、马赛菌属(Massilia)、外瓶霉属(Exophiala)等有益菌的相对丰度,显著降低链霉菌属(Streptomyces)、新赤壳属(Neocosmospora)等有害菌的相对丰度。
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