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松树萎蔫病是松属植物的毁灭性病害。对于该病的成因,主要有‘线虫学说’和‘菌虫共同作用’两种观点。本研究以自长岛松材线虫(Bursaphelenchusxylophilus)体表分离得到的4株细菌为研究对象,通过纤维素酶的理化性质及组分测定,结合携带菌生物学特性分析,从病原物的侵袭力,包括侵入、定植和扩散能力的角度,对携带细菌致萎的酶学基础和致病能力进行了分析研究,探究松树萎蔫病的病因和机理。主要研究结果如下:
1、长岛线虫体表分离物,经鉴定分别为:蜡状芽孢菌(Bacilluscereus)、鲁氏不动杆菌(Acintobacterluoffi)、中间肠杆菌(Enterobacterintermedium)和嗜麦芽寡养单胞菌(Stemotrophomonasmaltrophilia)。与已报道的具有产解壁酶能力的菌种在种属特性上存在一致性,且具有产酶能力。
2、生物学特性分析表明,线虫体表同时携带有好氧菌和兼性菌,菌株间需氧情况的差异,与病原由表及里的侵染过程相符,显示其在致萎过程中具有协同作用。
3、携带细菌与致萎相关酶系的特性分析表明,细菌具备独立分解纤维素和木质素的能力,并非依赖线虫降解物生存,提示携带细菌与松材线虫之间的关系不符合专性寄生或共生的生态关系,可理解为条件致病因子。
4、酶学性质分析表明,携带菌具有完整的纤维素降解酶系。细菌纤维素酶的最适pH值为8.5,最适反应温度为50℃,在25℃~60℃范围内,酶活力可保持在60%以上。其中Chx1分泌的CMC酶在最适培养条件下酶活力可达237.328U,提示其在侵染初期对浅表组织细胞壁的分解起主要作用;而假单胞菌产生的纤维素酶主要表现为β-葡萄糖苷酶,具有植物内部的继发作用特性。进一步的酶学特性、酶活力测定,以及电泳分析结果证实,不同菌株之间在酶系的组分和活力上都存在差异,在侵染和致萎过程中,显示出时序性和生化协同的作用特点。
5、研究证实,不仅携带细菌具备侵染和致萎的酶学基础,松材线虫本身同样也具备致萎的酶学基础;综合分析纤维素酶理化性质、携带菌生物学特性,结合他人有关携带细菌种类和分布的研究结果,可以认为:松树萎蔫病应为松材线虫引发的多病因综合病害。