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为了加快对香蕉枯萎病的防控菌株及机理的研究,本文对该病具有初步防治效果的芽胞杆菌菌株TR21开展了鉴定、生物学特性、产酶能力、抗菌作用及其成分等研究,在温室测定了菌株TR21对香蕉枯萎病的防治效果、在香蕉体内和根际的定殖情况、对香蕉抗病相关酶活性的影响以及抗病相关基因表达的影响,为该生防菌株的进一步研究和应用奠定了基础。其结果如下:
1、利用API50 CH系统对菌株TR21的鉴定显示其与枯草芽胞杆菌(Bacillussubtilis)的相似性为90.3％；通过结合16S rDNA、gyrA和gyrB基因序列的系统发育分析结果也鉴定该菌为枯草芽胞杆菌。
2、菌株TR21生长的pH值范围为.5.0～9.0,最适pH值为6.0,在所测定的碳、氮源中,葡萄糖和酵母提取物分别为最佳营养。NB培养基测定的生长曲线显示14 h内该菌株生长达到稳定期。该菌株在NB培养基中产胞外蛋白酶而不产几丁质酶,在香蕉组织浸提液培养基中既不产蛋白酶又不产几丁质酶。抗菌谱研究显示该菌株在平板上对包括多株香蕉枯萎病菌在内的多种植物病原真菌具有广谱抗性。菌株TR21胞外物质抑菌试验结果表明,蛋白和脂肽粗提物均对香蕉枯萎病菌具有拮抗活性。
3、在温室利用伤根和叶腋接种TR21发酵液开展了香蕉枯萎病盆栽防效测定,在接种香蕉枯萎病病原菌后40 d的防治效果分别为(81.10±2.80)％和(79.32±4.49)％。采用伤根和灌根法接种,标记菌株在香蕉体内及根际的定殖动态总体呈下降趋势。采用叶腋法接种,标记菌株仅能在叶片中定殖,其定殖动态表现为“由升到降”趋势。因此,3种方式接种后菌株TR21均能够在香蕉体内定殖和传导,且在香蕉根表和根际土壤中有较好的定殖能力。推测诱导系统抗性可能是叶腋接种菌株TR21防治香蕉枯萎病的主要机制。
4、比较了TR21发酵液、菌体、上清和NB培养基分别处理香蕉后,香蕉根系内PPO、POD和PAL活性的变化,发现以上处理均比无菌水对照高,但接种RR21发酵液、菌体的3种酶活性均明显高于接种上清和NB的处理。可以判断TR21发酵液中主要有效诱导组分为菌体。灌根接种TR21菌体可以引起香蕉叶片中PPO、POD和PAL活性升高,推测诱导系统抗性可能是菌株TR21防治香蕉枯萎病的机制之一。
5、利用半定量RT-PCR法,研究了接种菌株TR21后对香蕉根系4种抗病相关基因表达的影响。结果表明,PAL、POD、PR-3、PR-1基因在接种后均表达上调,但PAL、POD基因的表达增幅明显高于PR-3、PR—1基因。PAL、POD基因均在接种后12 h表达量最高,与其根部定殖规律类似。