枯草芽孢杆菌sl-44对辣椒防病促生性能及作用机制研究

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1、分类号：密级：公开学号：2015201013单位代码：10759石河子大学硕士学位论文枯草芽孢杆菌SL-44对辣椒防病促生性能及作用机制研究学位申请人黄媛媛武占省教授指导教师叶邦策教授申请学位门类级别工学硕士学科、专业名称生物化工研究方向微生物资源的挖掘与工业应用所在学院化学化工学院中国·新疆·石河子2018年05月PerformanceandmechanismofBacillussubtilisSL-44ondiseasepreventionandgrowth-promotionofCapsicumannuumADiss

2、ertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringByYuanyuanHuang(BiologicalChemicalEngineering)DissertationSupervisor:Prof.ZhanshengWuProf.Bang-CeYeMay,2018摘要针对新疆地区立枯丝核菌引起的红辣椒苗期立枯病的严重问题，本文采取生物防治法抑制立枯丝核菌的生长，测

3、试枯草芽孢杆菌SL-44对辣椒的促生性能和防病效果，以应对立枯丝核病产生的危害并促进辣椒植物的生长；考察SL-44诱导植物系统抗性的类型，解析SL-44激活植物抗性的信号通路和分子机制；对SL-44发酵液进行抗菌化合物的提取与鉴定，明确抗菌脂肽的种类。现将主要研究结果总结如下：1、菌株SL-44是从植物根部土壤的微生物群落中分离的、具有生物防治及植物促生作用的枯草芽孢杆菌。对菌株SL-44在控制辣椒立枯丝核病菌Rhazoctonia.solani及促进辣椒苗期生长方面的能力进行评价。盆栽试验结果表明，同时接种SL-44和病

4、原真菌R.solani（S-R）的辣椒苗，与仅接种R.solani（R）的辣椒苗相比，干重和鲜重分别增长45.5%和54.2%，株高增长14.2%；与对照（CK）辣椒苗相比，干重和鲜重分别增长18.2%和31.8%，株高增长9%。体外抗菌活性测试发现SL-44对R.solani具有较强的抑菌活性，抑菌率达到42.3%。通过溶磷性能测试发现SL-44具有较强溶磷性能，对无机磷的溶解量为60.58mg/L。此外，SL-44具有产嗜铁素、固氮和分泌IAA的能力，IAA产量最高达到7.5μg/mL。SL-44具有根部定殖能力，并能

5、够与植物发生互作。2、考察生防枯草芽孢杆菌SL-44对辣椒植物防御反应产生的影响，分析生防菌激活的辣椒植物防御反应的信号通路。经12h的混合反应后，显微镜观察SL-44滤液可引起立枯丝核菌菌丝的破坏和断裂；菌株SL-44接种的辣椒叶片，其抗性相关酶SOD、POD、CAT、PPO、PAL活性与对照相比明显升高；植物组织化学与荧光学染色试验表明，SL-44处理后的辣椒叶片中活性氧（ROS）和胼胝质大量累积；但并未提高植物叶片中几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性；RT-PCR试验表明，SL-44处理的辣椒抗性相关防御基因CaP

6、INⅡ（与茉莉酸依赖的信号通路相关）的表达量较对照明显增加。因此，枯草芽孢杆菌SL-44主要激活辣椒植物中JA介导的信号通路，诱导辣椒植物的系统抗性（ISR）。3、通过对枯草芽孢杆菌SL-44的发酵培养液进行分离、过滤和浓缩，得到抗菌粗提物。检测粗提物对温度、酸碱和有机溶剂的稳定性。通过考察粗提物的抑菌效果可知，当温度为30°C，pH为5.0时抑菌效果最佳，抗菌粗提物同时可耐受氯仿、乙醇、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、石油醚等有机溶剂。通过对SL-44抗菌粗提物进行鉴定，发现粗提物中含有surfactin、iturin和fengy

7、cin类抗菌多肽物质。对SL-44菌株发酵培养基进行优化发现LB培养基发酵的菌株OD600值最大为13.6，更适合菌株SL-44的生长，发酵后菌液的pH也在合理范围内。而TY培养基则更适合SL-44大量产生芽孢，适合菌株在农业生防作用上的大规模应用。综合以上分析，枯草芽孢杆菌SL-44对立枯丝核菌具有良好的防治效果并能够促进辣椒的生长，同时可诱导辣椒产生系统抗性，SL-44发挥抑制立枯丝核菌的防病作用关键在于产生了iturin和fengycin类的抗真菌多肽物质。因此，SL-44具有潜在的应用价值，有望作为生防制剂广泛地应

8、用于现代农业中。关键词：植物根围促生菌；立枯丝核菌；防病促生；ISR；抗菌脂肽IAbstractInviewoftheseriousproblemsofredpepper(Capsicumannuum)diseaseinseedlingstagecausedbyRhizoctoniasolaniinXi