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西瓜噬酸菌越冬能力及两菌群在同一寄主定殖动态差异研究

【摘要】:西瓜细菌性果斑病(Watermelon bacterial fruit blotch)是世界范围广泛分布的西、甜瓜细菌性病害,病原菌为西瓜噬酸菌(Acidovorax citrulli, Aac)。该病原菌可侵染西瓜和甜瓜等多种葫芦科作物,侵染植株或种子,可引起寄主发病,进而造成严重的经济产量损失。病原菌特性及生存特征是防治该病害的基础。本论文以西瓜噬酸菌为对象,研究其越冬能力;利用第二代测序技术对西瓜噬酸菌亚群Ⅰ菌株和亚群Ⅱ菌株进行基因组测序及组装;通过定量分析研究西瓜噬酸菌亚群Ⅰ菌株和亚群Ⅱ菌株在西、甜瓜植株组织上的定殖动态差异;对新发现的1株解淀粉芽孢杆菌进行鉴定和验证性试验,同时检测该菌株对西瓜噬酸菌的室内抑菌活性及其对两个亚群菌株的防效差异。本文研究内容为科学有效的防控西瓜细菌性果斑病提供了重要的科学理论依据和技术支撑。主要研究结果如下:1.以西瓜噬酸菌野生菌株Aac-5为研究对象,测定西瓜噬酸菌在不同低温条件及各地区不同地表深度的黄土和花卉土中的存活能力。经过对不同条件处理的土壤进行分离回收培养,平板计数法统计菌落数量,将结果进行比较分析得出:西瓜噬酸菌可在4℃、-20℃、-50℃下存活,在各地区的地表、地下10 cm及地下20 cm处均可越冬存活;总体西瓜噬酸菌在花卉土中的存活量高于在黄土中的存活量;西瓜噬酸菌在南方地区的越冬存活量高于在北方地区的越冬存活量,相应回收到的西瓜噬酸菌的致病力也相对强于北方地区处理后回收菌株的致病力。2.利用第二代测序技术,Illumina公司的Miseq 2000平台对西瓜噬酸菌亚群Ⅰpslb65菌株和亚群Ⅱ pslbtw6菌株的全基因组进行测序并拼接组装,最终得出西瓜噬酸菌亚群Ⅰpslb65菌株为一个4903,443 bp的环状染色体,共包含4532个ORF,基因编码率为88.61%,GC含量平均为68.8%,其中注释到54个RNA;西瓜噬酸菌亚群Ⅱpslbtw6菌株为一个5080,614 bp的环状染色体,共包含4759个ORF,基因编码率为88.41%,GC含量平均为68.7%,其中注释到51个RNA;西瓜噬酸菌亚群Ⅰ pslb65菌株与Ⅰ组测序菌株M6进化关系近,分于一组。3.在温室条件下,用标记GFP的亚群Ⅰ pslb3菌株和亚群Ⅱ pslbtw43菌株接种西、甜瓜种子,播种后定期回收下胚轴、根、茎秆、子叶和叶片,分离回收西瓜噬酸菌并用平板计数法统计菌落数量。结果表明亚群Ⅰ pslb3菌株和亚群Ⅱpslbtw43菌株均可在西、甜瓜各组织中定殖,在子叶上的定殖能力最强,在叶片上的定殖能力最弱。亚群Ⅰ pslb3菌株在甜瓜组织中的定殖能力强于亚群Ⅱ pslbtw43菌株,而亚群Ⅱ pslbtw43菌株在西瓜组织中的定殖能力强于亚群Ⅰ pslb3菌株。4.分离筛选出1株对西瓜噬酸菌有拮抗功能的生防菌株,经鉴定该菌株为解淀粉芽孢杆菌,命名为JD001。通过室内抑菌试验验证了其对西瓜噬酸菌有较好的抑制效果。同时测定了JD001菌株分别对西瓜噬酸菌两个亚群菌株的抑制效果及其在西、甜瓜植株上对西瓜噬酸菌两个亚群菌株的防效比较,得出菌株JD001对西瓜噬酸菌亚群Ⅰ pslb3菌株和亚群Ⅱ pslbtw43菌株均有较好的室内抑菌效果,在西瓜植株上对亚群Ⅰ pslb3菌株的防治效果高于对亚群Ⅱ pslbtw43菌株的防效,而在甜瓜植株上对亚群Ⅱ pslbtw43菌株的防效高于对亚群Ⅰ pslb3菌株的防治效果。

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