景天根际促生菌的筛选、基因组测序及培养基优化

来源 :山东农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:judehui01
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景天科多肉植物是一种新兴的经济植物,适合家庭种植,并且在园林绿化中发挥着重要的作用。其种植市场也不断在扩大、繁荣。植物根际促生菌能够促进植物生长、提高植物品质、抑制病虫害等,本研究针对景天科多肉植物根际微生物展开工作,分离得到景天黑腐病病原菌,筛选出拮抗菌株、溶磷菌株、蛋白酶产生菌和生长素产生菌,通过盆栽试验验证菌株的促生和拮抗效果;对一株效果较好的拮抗菌进行全基因组测序;将效果较好的促生菌株,与不同的生物有机物料结合,选择合适的载体,为生物有机肥的研制提供有益的借鉴与参考;对效果比较好的拮抗菌株进行培养基优化。从山东青州取得的感染黑腐病的景天科多肉植物叶片的病健组织上筛选得到一株真菌,经鉴定为Fusarium inflexum,通过回接试验验证这株真菌可以引起景天黑腐病。从景天根际土壤样品和叶片样品中,筛选得到拮抗菌33株,通过离体叶片拮抗试验,发现菌株JTJK9、JTYP1、JTYP2、JTYP3有较好的拮抗黑腐病病原菌的效果,能够降低黑腐病的发病率及病情指数。对JTJK9、JTYP1、JTYP2和JTYP3进行形态学观察、16S rRNA基因序列分析,将JTJK9鉴定为Bacillus subtilis,JTYP2鉴定为Bacillus velezensis,将JTYP1和JTYP3鉴定为Bacillus glycinifermentans。从根际土壤中筛选出7株产生长素能力较好的菌株,11株产蛋白酶效果较好的菌株,溶解无机磷菌株共筛选到9株效果较好的。盆栽试验结果显示,JIA2、JIA3、JIA6、JIA7可以比较好的增加多肉植物的叶片数、冠幅,增加地上部分和地下根的生物量,增加根系的吸收面积,增加叶片的叶绿素含量。证明筛选得到的促生菌能够促进多肉植物植株的生长。对JIA2、JIA3、JIA6、JIA7进行形态学观察、16S rRNA基因序列分析,将JIA2和JIA3初步鉴定为Bacillus flexus,将JIA6鉴定为Cellulosimicrobium cellulans,将JIA7鉴定为Micrococcus aloeverae。提取JTYP2的DNA样品,使用组装软件smrtlink(version 4.1)对PacBio下机数据进行组装,得到组装结果。组装序列的统计结果表明,JTYP2基因组长度3,929,789bp,预测编码基因3,656个,GC含量46.5%,JTYP2全部非编码RNA数目为259个,其中rRNA 90个,tRNA 86个,其他非编码RNA 83个。JTYP2的12条次级代谢基因簇中,有6条与前人报道的基因簇存在高度相似性。将JTYP2与Bacillus velezensis 9912D(CP017775.1),Bacillus velezensis M75(CP016395.1),Bacillus velezensis G341(CP011686.1)进行了共线性分析、共有特有基因分析,表明不同种型的Bacillus velezensis存在差异。选择试验菌株JIA2、JIA6,选择驴粪、金针菇菇渣、羊粪、平菇菇渣、杏鲍菇菇渣、水洗牛粪、常规牛粪、草炭、蚯蚓粪、发酵鸡粪、蚯蚓粪:金针菇菇渣=1:1、蚯蚓粪:金针菇菇渣=4:1、蚯蚓粪:平菇菇渣=1:1、蚯蚓粪:平菇菇渣=4:1作为载体,筛选两株菌最适宜的生物有机肥载体。确定JIA2的适宜载体为蚯蚓粪:金针菇菇渣=4:1。JIA6的适宜载体为蚯蚓粪:平菇菇渣=1:1。对蚯蚓粪:金针菇菇渣=4:1、蚯蚓粪:平菇菇渣=4:1、蚯蚓粪:平菇菇渣=1:1、牛粪、发酵鸡粪这五种有机载体进行种子毒性试验,证明在实际应用中,载体不会对种子产生毒害,不会影响种子发芽。对JTYP2进行培养基优化确定其适宜培养基配比。通过单因素试验,得出JTYP2的适宜碳源为蔗糖,适宜有机氮源为豆粕,适宜无机氮源为硝酸钠,适宜无机盐为MgSO4。JTYP2适宜培养基配比为3%蔗糖、1%豆粕、1.5%硝酸钠、0.5%MgSO4。优化后活菌数可以达到3.7×109cfu/mL,相比豆芽汁液体培养基中活菌数1.35×108cfu/mL,有了明显的增长。
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