《土壤因子對芽孢桿菌抗菌物質合成及其基因表達的影響》是依託華南農業大學，由蔡燕飛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：土壤因子對芽孢桿菌抗菌物質合成及其基因表達的影響
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蔡燕飛
- 依託單位：華南農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對作物土傳病害生物防治中田間效果不穩定等問題，本研究在已篩選生防芽孢桿菌(B1、B2等)的基礎上，採用全基因組測序和定量PCR等方法分析各菌株的防病相關基因和基因簇，高效液相色譜-電噴霧-質譜(LC-ESI-MS)方法檢測主要抗菌物質種類和濃度，核磁共振(NMR)方法鑑定未知抗菌物質的化學結構，以期明確各菌株的主要抗菌物質和抗菌相關基因。採用回響面設計，找出供試菌株的主要抗菌物質合成和基因表達的最佳培養條件。以香蕉枯萎病為試驗材料，採用盆栽和田間試驗，比較不同土壤因子(pH, 粘土礦物，團聚體等)和施用方法(有機肥配合、浸種和澆根等)處理下植株病情指數、土壤中抗菌物質濃度和基因表達量的動態變化規律，進一步確證能提高芽孢桿菌抗菌活性物質濃度及其功能基因表達量的主導土壤養分因子、環境因子及田間施用方法。研究將為深入理解芽孢桿菌生防分子機理和保障田間生防潛力高效穩定發揮提供理論依據。
結題摘要
集約化農業推動了農業生產率和作物產量的大幅度提高，但長期大量和不合理施用化肥和化學農藥、作物連作或不合理種植，導致作物土傳病害嚴重，造成作物嚴重減產或失收。生防芽孢桿菌對環境友好，能產生多種抗菌物質和生長素，同時其批量生產工藝簡單、貨架期長等優點，在作物防病促生方面顯示了巨大的優勢。 本項目對高效生防貝萊斯芽孢桿菌118、Y6和F7進行了全基因組測序。採用超高效液相色譜–串聯質譜法（UPLC–MS）鑑定出118，Y6和F7分泌的主要抗菌活性物質脂肽，並鑑定出表面活性素（C13/C17）、伊枯菌素（C14/C17）和豐寧素(C13/17)共15種同系物。採用定量PCR和LFH-PCR等方法構建了Y6的表面活性素、伊枯菌素和豐寧素合成基因缺失株，採用平板spot and lawn assay和盆栽植株防病試驗，明確了伊枯菌素和豐寧素合成基因參與抑制青枯菌功能，但只有伊枯菌素合成基因參與抑制尖胞鐮刀真菌。另外還發現伊枯菌素和豐寧素合成基因參與芽孢桿菌生物膜形成、遊動和蠕動運動等功能。 另外成功篩選高效根際促生、溶磷菌株10多株，其中X3，J5為高效產生長素的巨大芽孢桿菌。建立了方便實用和效果好，可操作性的田間施用方法。多次試驗摸索，比較各種菌劑田間施用方法，建立了澆灌植株根際的施菌技術，方便實用，均能較好的促生植物生長和增加作物產量。構建解澱粉芽孢桿菌118的sigX, sigM,sigW等基因缺失株10多個，探討了這些基因在調控土壤定殖、移動性、生物膜和耐鹽漬、防病促生方面的作用。研製了耐鹽漬生物菌劑2種，篩選出JK1和JK2的最佳化原料配方和低成本高效的發酵工藝。在提高玉米植株生物量，提高土壤磷有效性，促進玉米產量等方面的套用具有顯著的效果。探究了生物肥料的菌劑配方、生產工藝，並在田間施用上達到預期效果。 項目研究將為芽孢桿菌田間防病促生潛力穩定高效發揮提供科學依據，對控制作物土傳病害、促進生防菌劑的大面積推廣套用、提高作物產量和品質、減少環境污染以及保障人類健康都有重要的理論和實踐意義。
