木霉菌辅助合成纳米银对甜瓜的防病促生作用研究

尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)侵染甜瓜引起的枯萎病造成甜瓜减产、品质下降,生产上多采用化学农药防治枯萎病,但频繁使用农药容易造成镰刀菌抗药性增强和对生态环境造成影响,甚至危及人类健康。因此,新型生防制剂的研制是解决甜瓜枯萎病绿色防控的急需措施。纳米银(Silver Nanoparticles,Ag NPs)由于其强杀菌性和不易使病原菌产生抗药性的特点,在农业病虫害防治中越来越受到关注。利用不同木霉菌(T.atroviride、T.crassum、T.longbranchunes、T.spirale、T.virens、T.afroharzianum、T.koningiopsis、T.hamatum、T.citrinoviride和T.velutinum)发酵液与Ag NO_3生物合成Ag NPs,通过Ag NPs(25、50、100、200 mg·L~(-1))对尖孢镰刀菌的抑制作用筛选优势Ag NPs并对其进行表征分析,最后使用不同浓度的优势Ag NPs对甜瓜种子萌发及甜瓜防病进行探究。结果表明,木霉菌合成的Ag NPs对镰刀菌均有抑制作用,其中Ag NPsT.longbranchunes的抑菌作用显著高于其他Ag NPs。UV-Vis显示Ag NPs-T.longbranchunes表面等离子体共振发生在417 nm处有最大吸收峰;XRD证明了Ag NPs-T.longbranchunes高度结晶;FTIR研究证实Ag NPs-T.longbranchunes包含稳定的封闭剂;TEM观察到大多数Ag NPs-T.longbranchunes粒子是分散的,直径大小为5—15 nm。低浓度Ag NPs-T.longbranchunes(25 mg·L~(-1))可促进甜瓜种子萌发及生长,而高浓度(大于25 mg·L~(-1))则有抑制作用。Ag NPs-T.longbranchunes可有效降低甜瓜枯萎病发病率和病情指数。木霉菌生物合成Ag NPs为甜瓜枯萎病的防治提供了新材料,为新型生防制剂的研制奠定了基础。     

发生和未发生连作芦蒿枯萎病土壤的尖孢镰刀菌数量、产毒能力和致病力

尖孢镰刀菌引起的枯萎病是芦蒿连作障碍主要病害.对芦蒿不同种植年限发病和未发病土壤中尖孢镰刀菌数量、产毒素(镰刀菌酸)能力、致病力等开展研究.对采集的11份土壤样品分析结果显示:相较于不发病土壤,发病率≥40%的土壤尖孢镰刀菌数量显著增加;不发病和发病率≤25%的土壤尖孢镰刀菌数量没有显著差异(P>0.05).发病率为85%和40%的土壤尖孢镰刀菌高产毒素(镰刀菌酸产量>500μg L-1)的菌株比例显著(P<0.05)高于发病率为11%和不发病土壤.致病力测定显示发病率为85%和40%土壤中高致病力菌株比例显著(P<0.05)高于发病率为11%的土壤和不发病土壤,不致病菌株比例显著(P<0.05)低于发病率为11%的土壤和不发病土壤.土壤尖孢镰刀菌数量与连作年限没有显著相关性(P>0.05).发病土壤中,发病率、尖孢镰刀菌高产毒素菌株比例和高致病力菌株(病情指数>2)比例与连作年限显著(P<0.05)相关;未发病土壤中,尖孢镰刀菌高产毒素菌株比例和高致病力菌株比例与连作年限没有显著相关性(P>0.05).随着连作芦蒿发病率的增加,土壤中尖孢镰刀菌菌株数量、高产毒素菌株比例、致病菌株比例均显著增加(P<0.05),未发病连作土壤尖孢镰刀菌菌株数量、高产毒素菌株比例、致病菌株比例均没有显著变化.本研究结果可为连作芦蒿枯萎病发病机理的研究及其防治提供理论基础.     

一株具有高产孢率的头孢霉型虫草菌

编号为CR 95 11的头孢霉型真菌 ,来自一种生长力和出子座率均高的大型新种虫草 ,是该虫草的无性阶段 .对这株真菌在PDA、Czapek’s和Sabouraud’s培养基上的生长性状和形态特征进行了初步的鉴定研究 .连续测定它的动态产孢数量 ,显示CR 95 11具有先缓而后上扬增速极快的产孢趋势 ,比之其它菌株有异常强劲的后续产孢能力和生长力 ,这是菌株对寄主昆虫强侵染力的一个标志特征 .其转折点出现在培养d 7～ 8附近 ,其中在PDA培养d 8的孢子日增加度 (斜率 )达到 2 .7× 10 7,此后加速升高 .将CR 95 11对 2 2株包括细菌、放线菌、丝状真菌和酵母在内的致敏菌株进行抗异实验 ,结果显示 ,CR 95 11只对枯草杆菌、产气杆菌和绿色木霉等 3株显示出明显的抑制能力 ,因而其抗菌活性的规律仍不明确 .然而 ,该菌能与一些酵母类共生 ,生长得到促进 ,是其具备较强生长力和感染力的又一种保证机制 .图 1表 2参 7     

生物炭对水溶液中肉桂酸的吸附机制研究

研究了不同温度(300—900℃)制备的杉木生物炭对水相中肉桂酸的吸附.所有温度下,生物炭对肉桂酸的吸附等温线都呈非线性关系,并以表面吸附为主.高比表面积是800—900℃生物炭吸附量较大的主要因素.为探明生物炭的化学组成对肉桂酸吸附的影响,将吸附量进行了比表面积标化分析,结果表明,300℃生物炭的高含量异质性原子和800—900℃生物炭表面高含量灰分占用了生物炭的吸附点位,导致它们对肉桂酸的标化吸附量明显小于400—700℃生物炭.此外,低pH抑制了600℃生物炭-水溶液中肉桂酸的解离,减少了生物炭表面—OH与解离肉桂酸之间以氢键结合的吸附量,导致400—700℃生物炭中600℃生物炭的标化吸附量最低.研究明确了生物炭的不同性质对肉桂酸吸附的影响及机制,为选择合适的生物炭作为土壤添加剂来降低肉桂酸化感作用提供了科学依据.     

化感物质混合胁迫下杉木内生真菌对宿主生理特征的影响

为明晰自毒胁迫下内生真菌对宿主杉木生理过程的影响,探讨利用内生真菌缓解杉木自毒作用的可能,在课题组前期已获得2株对杉木幼苗有促生作用的内生真菌(CG2柱孢属Cylindrocarpon sp.、aJ4毛霉属Mucor sp.)基础上,测定不同浓度(0、40、80、120 mg/L)化感物质混合(邻羟基苯甲酸∶肉桂酸=4∶1混合液)胁迫下,感染(EI)与未感染(CK)内生真菌的杉木植株在不同胁迫时期(0、30、45、60 d)的生理生化指标,比较分析不同菌株处理(单菌与两者混合菌株Ca)对杉木幼苗的影响.结果表明:内生真菌侵染并未显著提高杉木幼苗叶绿素a、b含量;aJ4、CG2菌株侵染能在一定程度上缓解杉木幼苗化感物质的混合胁迫,在轻度、中度、重度及胁迫中期、后期(0 mg/L 45 d,80 mg/L 45-60 d,120 mg/L 60 d)下有明显的效果,表现在与CK杉木幼苗相比,EI杉木幼苗初始荧光参数(F_o)显著降低,最大光化学效率(F_v/F_m)及潜在光化学活性(F_v/F_o)显著增加;EI杉木幼苗仅能在低浓度及短期内缓解化感物质混合胁迫对杉木植株细胞膜的损害,降低丙二醛(MDA)及相对电导率含量,提升杉木幼苗SOD、POD活性;与CK杉木幼苗相比,EI杉木幼苗苗高、地径生长量增加显著.可见,2种内生真菌及其混合菌侵染处理能在一定程度上缓解不同浓度杉木化感物质混合胁迫对杉木幼苗生理及酶活性的损害,提升杉木幼苗抗逆性,但菌株间存在显著差异(P 0.05),aJ4、CG2菌株侵染效果显著强于Ca菌株(P 0.05),表明混合菌株之间可能存在拮抗作用;本研究可为筛选优势菌株和深入理解逆境下内生真菌与杉木的共生机制提供数据基础,同时也为缓解杉木连栽障碍,促进杉木人工林可持续经营提供新思路.(图7表7参54)     

阿魏酸类化合物对铜绿微囊藻的化感作用及富里酸对化感作用的影响

利用植物化感作用控藻是控制水华的生物方法之一,其原理是利用植物分泌一些物质来抑制藻类的生长。选取产毒铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为实验藻株,研究其对两种化感物质阿魏酸(Ferulic acid,Fe A)和阿魏酸乙酯(Ethyl ferulate)化感作用的响应,以及以富里酸(Fulvic acid,Fu A)为代表的溶解性有机质(Dissolved organic matter,DOM)对化感作用所产生的影响。实验表明,100 mg?L~(-1)和200 mg?L~(-1)阿魏酸和80 mg?L~(-1)、100 mg?L~(-1)和200 mg?L~(-1)阿魏酸乙酯对藻类具有化感作用;阿魏酸对铜绿微囊藻半抑制浓度EC50(96h)为123.7mg?L~(-1),阿魏酸乙酯EC50(96h)为87.7 mg?L~(-1),阿魏酸乙酯抑制能力强于阿魏酸。阿魏酸(40 mg?L~(-1))和阿魏酸乙酯(40 mg?L~(-1))实验组溶液中均未检测到微囊藻毒素MC-LR,100 mg?L~(-1)阿魏酸、80 mg?L~(-1)和100 mg?L~(-1)阿魏酸乙酯处理后第1~7天溶液中均检测到MC-LR。低质量浓度富里酸(1 mg?L~(-1))促进铜绿微囊藻生长,高质量浓度(10 mg?L~(-1))抑制其生长。在阿魏酸与铜绿微囊藻的体系中加入1 mg?L~(-1)富里酸后,40 mg?L~(-1)和80 mg?L~(-1)阿魏酸实验组均表现为促进作用,100 mg·L~(-1)阿魏酸实验组藻液叶绿素a降低。10 mg?L~(-1)富里酸加入后40 mg?L~(-1)、80 mg?L~(-1)和100 mg?L~(-1)阿魏酸实验组叶绿素a均下降。富里酸-阿魏酸对铜绿微囊藻的抑制作用大于单独使用该剂量的阿魏酸对藻类的化感作用。上述研究结果展现了溶解性有机质对化感物质环境行为的影响,为揭示富营养化水体中水生植物控藻的作用机理提供了依据。     

几种化感物质对杉木幼苗生长的影响

采用培养皿滤纸法 ,研究了不同浓度的肉桂酸、苯甲酸、对羟基苯甲酸对杉木 (Cunninghamialanceolata)幼苗生长的影响 .结果表明肉桂酸、苯甲酸、对羟基苯甲酸分别在 1× 10 -5molL-1、1× 10 -3molL-1、1× 10 -4 molL-1浓度时降低了叶绿素含量 (P =0 .0 5 ) ,而在 1× 10 -6molL-1、1× 10 -4 molL-1、1× 10 -5molL-1浓度时抑制了杉木幼苗胚根和胚芽的生长 (P =0 .0 1) .3种酚类物质对胚根生长的抑制作用明显高于对胚芽生长的抑制作用 .在 3种酚类物质中 ,肉桂酸对杉木幼苗生长的抑制作用最强 ,对羟基苯甲酸次之 ,苯甲酸最弱 .这表明酚类物质能在不同程度上抑制杉木幼苗的生长 ,降低其生产力 ,可能是连栽杉木人工林生产力降低的因素之一 .图 2表 1参 14     

蓝藻发酵生产微生物农药的影响因素研究

采用摇瓶发酵试验探讨了蓝藻为原料制备苏云金杆菌生物杀虫剂的可行性,并考察了不同培养条件（蓝藻含固率、种龄、接种量、初始pH、摇床转速、发酵温度）对苏云金杆菌生长增殖、产孢与产毒效果的影响。研究结果表明,无需任何预处理工序,Btk 130菌株能在蓝藻为唯一原料的培养基中正常生长发育,并且产孢产毒。发酵48 h后,芽孢产率达到86.7%,远高于常规培养基;生物毒效为282 IU.mL-1,与常规培养基相当。培养条件优化结果表明,在蓝藻含固率为2%、初始pH为7.0、接种物种龄为9 h、接种量为2%、培养温度为30℃、摇瓶转速为200 r.min-1的条件下培养48 h,Btk 130可达到较好的发酵效果,活菌数及抗热芽孢数可达7.32 CFU.mL-1和6.38 CFU.mL-1,生物毒效为528 IU.mL-1。该研究不仅为蓝藻提供了高附加值的处置新途径,而且可显著降低生物杀虫剂的生产成本,具有广阔的应用前景。     

一株降解原油链霉菌的分离鉴定与降解特性研究

从山东东营胜利油田附近被石油污染的土壤中分离得到1株高效原油降解菌Z1a-B,依据形态和培养特征,初步鉴定Z1a-B菌株为链霉菌属白孢类群。试验结果表明,该菌株具有较强的溶血和排油活性,说明其产生生物表面活性剂的能力较强。通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析,菌株能基本降解C12~C34的正构烷烃,对烷基苯、菲、甲基菲、萘也具有较强的降解能力。固体培养基配比以麸皮2 g、鸡粪40 g、草炭52.5 g、生石灰1.5g,或麸皮2 g、大米20 g、黄豆粉28 g、生石灰1.5 g较佳,在这2种配比培养基中链霉菌生长快,长势好,产孢子量多。经室内培养试验发现,当土壤中w(原油)=10%时,经Z1a-B菌株处理(35℃,pH 6.5)50 d,土壤原油降解率为67.5%。     

高产黑色素菌株的分离及鉴定

对从土壤中分离出的321株菌株进行了筛选,得到1株高产胞外黑色素的菌株,比较了其在不同培养基上产黑色素的能力.初步确定该菌株为链霉菌属.该菌黑色素产量高,约为0.70g/L,在产黑色素的微生物中,链霉菌可以作为一类新的菌种资源.图2表1参15     

重金属对禾谷镰刀菌的生长及毒素合成的影响

以禾谷镰刀菌为研究对象,研究了常见重金属(Cu、Pb、Zn、Cd)对禾谷镰刀菌菌株生长及其毒素合成的影响。研究结果表明,重金属对菌株的生长和其产毒能力均产生影响。Cu~(2+)和Cd~(2+)对菌株生长影响较大,随着浓度的增加对生长的抑制作用增强,当离子浓度分别为20 mg·L~(-1)和40 mg·L~(-1)时,能够完全抑制菌株生长。Zn~(2+)在0~160 mg·L~(-1)浓度范围内促进菌株生长,在10 mg·L~(-1)浓度下促进毒素合成。Pb~(2+)在察氏培养基中对菌株生长的影响没有明显规律可循,但是,随着Pb~(2+)浓度增加,抑制毒素合成作用增强。     

抗水稻主要真菌病害的H50的分类鉴定

从水稻田土壤中筛选到一株编号为H50的链霉菌，表现了对水稻纹枯病和水稻稻瘟病病菌有强烈的拮抗作用，其次生代谢产物对病菌菌丝有断裂，扭曲，缢缩等有效致畸效应。根据菌株形态特征，细胞壁化学成分，培养特征及生理生化特性，鉴定该菌株为：球孢链霉菌（Streptomyces globisporus)。图3表2参7     

生物炭添加对土壤中抗生素和抗性基因的环境行为影响研究进展

近年来,土壤抗生素和抗性基因污染已成为我国新兴的环境问题,生物炭作为土壤改良剂施用到土壤后会影响抗生素和抗性基因的环境行为.本文从我国土壤中抗生素和抗性基因污染现状和潜在风险出发,概述了生物炭添加土壤对抗生素的吸附、解吸及老化的影响,分析了生物炭特性、土壤类型、抗生素种类,和温度、pH值、共存物质等吸附条件对生物炭添加土壤吸附抗生素的影响,阐述了生物炭添加对土壤中抗生素和抗性基因迁移、消散、生物有效性,以及酶和微生物的影响,并对生物炭控制土壤中抗生素和抗性基因的研究前景进行了展望,拟为土壤中生物炭调控技术的发展提供参考.     

新疆罗布泊外围地区极端环境嗜碱放线菌生物学特性及活性物质筛选

2006～2007年从新疆罗布泊外嗣地区的泥土样品中分离了117株放线菌,初步筛选后对其中47株嗜碱放线菌进行了形态学鉴定,不同生长条件(pH值,盐NaCl、KCl、MgCl_2,碱性物质Na_2 CO_3、K_2CO_3、Mg_2CO_3、NaOH、KOH,温度)对菌株生长的影响,拮抗性、产酶活性检测及菌株LA4的分子进化鉴定等研究.结果发现,47株放线菌的15%属于诺卡氏菌属,70%属于链霉菌属,10%属于游动放线菌属,其中嗜碱链霉菌属占优势.在pH 7～11范围内,47株嗜碱放线菌均能生长.生长率为92%～95%.NaCl、KCl、MgCl,对嗜碱放线菌均具有抑制作用,NaCl、KCl的抑制作用高于MgCl_2,NaCl、KCl浓度超过10%时而MgCl_2 浓度超过15%时嗜碱放线菌完全停止生长.47株嗜碱放线菌对Na_2CO_3、K_2CO_3、MgCO_3、KOH、NaOH等碱性物质没有选择性,生长良好.47株嗜碱放线菌的最适生长温度为28～30℃.超过55℃后均不能生长.从47株嗜碱放线菌中筛选出了30株具有抗菌活性的菌株,其中对大肠杆菌有抑制作用的有11株,占36.7%,对金黄色葡萄球菌有抑制作用的有20株,占66.7%,对枯草杆菌有抑制作用的有16株,占53.3%;其中4株嗜碱放线菌LA4、LA24、LA33和LA19对3种指示菌均表现出抑制作用.在47株嗜碱放线菌中,74%具有淀粉酶活性,81%具有纤维素酶活性,43%具有蛋白酶活性,49%具有脂肪酶活性.通过分子鉴定,发现LA4为链霉菌中尚未报道的一个新亚种,其16S序列GenBank登录号为FJ182229.本研究结果表明新疆罗布泊外围地区存在大量的产纤维素酶、淀粉酶的嗜碱放线菌,并且潜藏着新的放线菌资源,为该地区嗜碱放线菌的种质资源开发和新药筛选有效菌源提供了参考.图5表4参20     

氢化可的松高转化菌株的选育及其发酵条件

利用酮康唑抗性突变选育氢化可的松高转化菌株，即将经过紫外线诱变处理的新月弯孢霉原生质体倾注于含有酮康唑最小抑制浓度(10μmoL／L)的培养基平板上，获得了136株酮康唑抗性突变株，氢化可的松转化率高于出发菌株的有14株．其中抗性突变株KA-91，其氢化可的松转化率为出发菌株的1．42倍，达到68．05％．研究了菌株的发酵性能，优化了培养基组成和发酵工艺条件，氢化可的松转化率达到73．6％．图7表3参5     

座壳孢代谢产物的抗菌活性与作用机制

研究了座壳孢(Aschersonia Montagne)分离株Jos009代谢产物的抗菌活性和抗真菌作用机理,并比较了不同培养方式对其代谢产物活性的影响.结果表明,Jos009液体培养的代谢产物有广谱抗细菌(最小抑制浓度从37.5到150μg/mL)活性,发现座壳孢代谢产物具有抗植物病原真菌这一新的生物活性.经扫描电镜观察,该菌代谢产物可直接作用于黄瓜枯萎病病原菌尖镰孢古巴专化型的细胞壁,导致细胞壁降解和坏死.此外,研究表明,液体培养比固体培养更有利于抗菌活性物质的产生.     

甲基营养型芽孢杆菌的分离鉴定及在防蝇产蛆环境防治中的应用

从华南农业大学试验基地土壤筛选芽孢杆菌,得到17株芽孢杆菌,结合插入序列指纹图谱对分离获得的芽孢杆菌进行聚类分析,共分为3个类群;测定各类群代表菌株的16S rDNA序列,分析其系统发育,结果表明类群Ⅰ代表菌株RF2与甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus CBMB 205~T)相似性为99.48%;类群Ⅱ代表菌株RF10与好氧芽孢杆菌(Bacillus aerophilus 28K~T)相似性为99.61%;类群Ⅲ代表菌株RF16与蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus ATCC14579~T)相似性为99.87%.餐厨垃圾试验表明类群Ⅰ RF2具有餐厨垃圾防蝇产蛆效果;并且生理生化、碳源利用以及抗菌谱试验表明菌株RF2在碱性条件下可以将葡萄糖分解成丙酮酸并脱羧氧化生成二乙酰,既能够将氨转化为氨基酸和胞内其他含氮化合物,也利用多种碳源供自身生长,能够拮抗多种植物病原菌(水稻纹枯病、尖刀廉孢菌、香蕉枯萎病).而RF2在含有难溶性的磷酸盐[Ca_3(PO_4)_2]条件下可分泌出有机酸降低pH值,使难溶性磷酸盐溶解供自身利用.因此本研究获得的菌株RF2是一株具有较强促生作用和应用于防蝇产蛆的芽孢杆菌,具有很好的应用前景.     

锌在不同磷源条件下对铜绿微囊藻生长与产毒的影响

针对磷和微量元素对藻类生长的共同作用,研究不同磷源条件下锌对藻细胞生长与产毒的影响。实验选用铜绿微囊藻为藻种,分别以无机磷磷酸氢二钾(K_2HPO_4)、小分子有机磷甘油磷酸钠(NaGly)和大分子有机磷卵磷脂(LEC)为磷源,研究不同锌(Zn~(2+))含量对藻细胞的藻密度、碱性磷酸酶活性(alkaline phosphatase activity,APA)以及胞内藻毒素(MC-LR)的影响。研究发现:以NaGly为磷源时微量元素锌对藻细胞生长的促进效果显著,而以K_2HPO_4或LEC为磷源时,锌含量的变化对藻细胞生长无显著影响。APA不仅与磷源有关而且与锌含量相关,以LEC为磷源时的APA显著高于以K_2HPO_4或NaGly为磷源时的APA,且锌含量越低APA越低,以K_2HPO_4为磷源时锌含量越低APA越高,而锌对以NaGly为磷源时的APA几乎没有影响。磷源与微量元素锌对藻细胞的产毒均产生影响,NaGly有利于藻毒素的产生; LEC不利于藻细胞的产毒,但锌含量越低藻细胞的产毒量越多。综上所述,磷源与微量元素锌共同作用对藻细胞的生长与产毒产生影响,小分子有机磷NaGly与锌的效果显著。     

酚酸类自毒物质微生物降解转化研究进展

自毒作用是一种发生在种内的生长抑制作用,尤其是植物残体与病原微生物的代谢产物对植物有致毒作用,并连同植物根系分泌的自毒物质一起影响植株代谢,最后导致自毒作用的发生。酚酸类化合物是多种农作物根系土壤中常见的自毒物质,由其导致的自毒作用日益制约现代农业增产增收。利用微生物降解自毒物质成为防治自毒作用的研究热点之一。然而,要达到实践应用的目标,阐明微生物降解转化酚酸类物质的规律与机制是重要前提。本文总结了近年来微生物降解酚酸类化合物的已有研究成果,发现目前已积累了多种具有降解效能的微生物资源;在微生物的作用下,酚酸类化合物常发生脱羧、氧化和羟基化等生化反应,进而转变成小分子含苯环有机化合物或者彻底矿化,不同微生物对酚酸类物质的代谢转化程度差异较大。在此基础上,本文分析提出该领域研究还需进一步挖掘新型具有高效降解性能的微生物资源、阐明微生物降解转化酚酸类化合物的选择性和环境安全性等基础科学问题。     

重金属复合污染土壤中耐铅镉微生物的筛选及鉴定

为获得复合重金属高耐性微生物资源菌株,采集广西桂西北尾矿区重金属污染的土壤样品,采用改良的马丁氏培养基分离和筛选既耐铅又耐镉的高耐性微生物.结果获得了一株耐铅浓度为1 200 mg/L、镉浓度为120 mg/L的铅镉复合耐性真菌——菌株K-3.该菌株(K-3)最适生长环境为温度30℃、p H值7.0、盐浓度3%.通过形态结合分子生物学鉴定得知,K-3菌株与已知分类地位的标准菌株Uncultured Westerdykella的18S rDNA序列一致性为99%.本研究获得的铅镉复合耐性真菌——菌株K-3是重金属铅和镉的最强双耐真菌之一,可为微生物或微生物联合植物修复重金属污染土壤提供重要的微生物种质资源.(图8表3参39)