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胶冻样类芽孢杆菌(Paenibacillus kribbensis)PS04是本课题组分离得到的菌株。前期研究表明PS04菌株代谢产物具有广谱抗真菌活性,产生的胞外多糖为多聚果糖,能诱导植物防御酶活性增加。为了探明PS04胞外多糖诱导植物抗性作用机制,本文以水稻和烟草为作用对象,研究了PS04胞外多糖对水稻及烟草抗病相关基因表达及相关生理生化物质的影响,并与市售果聚糖(菊粉)进行对比。对PS04发酵液在水稻大田试验中的应用进行了研究。水稻接种纹枯病菌后,施PS04胞外多糖处理组SOD、POD和CAT酶活性整体上比不施PS04胞外多糖处理组高,其最大值分别是对照组的1.76、1.66和1.77倍,而只接种纹枯病菌处理组仅CAT酶活性在前期有短暂的上升,而5 d后基本上下降至比对照组低;施PS04胞外多糖处理组总酚和类黄酮含量均比不施PS04胞外多糖处理组高;施PS04胞外多糖处理组MDA含量下降叶绿素含量上升,而不施PS04胞外多糖处理组MDA含量上升叶绿素含量逐渐下降。水稻不接种纹枯病菌时,喷施PS04胞外多糖与喷施菊粉处理组均能使SOD、POD和CAT酶活性增加,喷施PS04胞外多糖较喷施菊粉处理组酶活性提高更显著;两种处理的总酚和类黄酮含量都显著高于对照组,叶绿素含量增加较明显;MDA含量在两种处理中与对照组差异不显著。烟草接种TMV后,施PS04胞外多糖处理组SOD、POD和CAT酶活性整体上比不施PS04胞外多糖处理组高,其最大值分别是对照组的1.83、1.84和1.74倍,而只接种TMV处理组的酶活性在前期有短暂的上升,而5 d后基本上下降至比对照组低;施PS04胞外多糖处理组总酚和类黄酮含量均比不施PS04胞外多糖处理组高;施PS04胞外多糖处理组叶绿素含量上升,而不施PS04胞外多糖处理组叶绿素含量逐渐下降;施PS04胞外多糖处理组MDA含量上升较不施PS04胞外多糖处理组慢。烟草不接种TMV时,喷施PS04胞外多糖与喷施菊粉处理组均能使SOD、POD和CAT酶活性增加,喷施PS04胞外多糖较喷施菊粉处理组酶活性提高更显著;两种处理的总酚和类黄酮含量都显著高于对照组,叶绿素含量增加较明显;MDA含量在两种处理中与对照组差异不显著。采用半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR技术,检测了水稻抗病相关基因PAL、CatA、Rcht、AOS、PR1a的表达。结果表明,喷施PS04胞外多糖能够诱导水稻抗病相关基因的表达并使其表达量增加。只喷施PS04胞外多糖处理组,PAL、CatA、Rcht、AOS和PR1a基因的表达量均表现出上升趋势,且五个抗病相关基因表达迅速,其表达量在12-72 h大多高于对照组,最大值是对照组的2.11-22.88倍。只接种纹枯病菌处理组,抗病相关基因的表达较为缓慢。既施PS04胞外多糖又接种纹枯病菌处理组,PAL、CatA、Rcht、AOS和PR1a基因的表达较只接种纹枯病菌处理组上升迅速,且表达量显著高于对照组,最大值是对照组的4.30-25.04倍。只喷施菊粉处理组,抗性相关基因的表达量上升但差异不显著。烟草抗病相关基因PR1a、PR1b、NPR1、MAPK和N基因的表达检测结果表明,喷施PS04胞外多糖能够诱导烟草抗病相关基因的表达并使其表达量增加。只喷施PS04胞外多糖处理组,PR1a、PR1b、NPR1、MAPK和N基因的表达量均表现出上升趋势,且五个抗病相关基因表达迅速,其表达量在12-72 h大多高于对照组,最大值是对照组的3.72-14.46倍。只接种TMV处理组,除PR1b基因表达较为迅速,其它抗病相关基因的表达都较为缓慢。既施PS04胞外多糖又接种TMV处理组,PR1a、PR1b、NPR1、MAPK和N基因的表达较只接种TMV处理组上升迅速,且表达量显著高于对照组,最大值是对照组的4.74-47.43倍。只喷施菊粉处理组,抗性相关基因的表达量上升但差异不显著。PS04发酵液在江门市水稻大田应用的试验结果表明:PS04发酵液对2016年早、晚稻和2017年早、晚稻纹枯病的防治效果分别为57.61%,67.88%,35.74%和56.90%,PS04发酵液处理组水稻的千粒重均比对照组高,分别增加了2.12 g、0.72 g、1.45 g、1.52 g。除了2017年早稻处理组与对照组结实率差异性不显著,PS04发酵液处理组水稻的结实率显著的高于对照组(p<0.05)。经PS04发酵液处理的水稻,亩产值较未喷施PS04发酵液高出13.43%。PS04发酵液在江西省的水稻大田试验应用结果表明:PS04发酵液能够减轻纹枯病的伤害从而提高水稻产量。