全文总字数:4575字
1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
课题意义
本课题的研究对象分别是生防菌和木质纤维素降解菌,生防菌能够抑制土传病原菌的生长,维持植物根际健康,进而提高作物的产量;所用的降解菌是高效木质纤维素降解菌[1],能够快速降解秸秆,是实现秸秆资源化利用的较为高效的途径之一[2]。但微生物的功能多种多样,多种微生物共同作用所起的功能也不仅仅是简单的1 1=2的关系,不同微生物之间也许存在协同作用或者是拮抗作用等[3]。微生物间的互作关系不仅影响群落内物种的共存与繁殖,而且会影响微生物物种甚至群落的生态系统功能表达。
因此,本课题将研究生防菌和秸秆降解菌组成的微生物群落共培养时所表现出来的微生物之间资源利用的相互关系,以及该群落组合能否可协同抵御土传青枯菌的入侵。本课题可充分发掘微生物的功能,达到秸秆资源化过程的高附加值化利用,更好地发挥生防菌能力的效果,实现农业固体废弃物资源化高效利用和植物细菌性病害生物防控的有机结合。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标
-
探明生防菌-降解菌复配群落的对秸秆降解能力的影响;
-
考察生防菌-降解菌复配群落的生防能力;
剩余内容已隐藏,您需要先支付后才能查看该篇文章全部内容!3. 研究的方法与方案
研究方法
1. 供试菌株
(1)供试病原菌
供试土传细菌性病原菌为青枯菌,由本团队实验室从番茄根际土壤中筛得,该青枯菌标记了红色荧光蛋白mCherry,可通过检测红色荧光强度表征其数量,对番茄具有强致病性。
(2)生防菌
生防菌T-5为解淀粉芽孢杆菌,对青枯菌具有很好的抑制作用,被用于室内及温室盆栽的生防效果研究。
(3)秸秆降解菌
2. 测试方法
(1)秸秆降解效果的测定
(2)酶活的测定方法
(3)微孔板体系共培养菌株的方法。
该系统主要由以下4个环节组成。1)培养基:NA培养基;2)接种微生物:生防菌、降解菌或青枯菌(红色荧光标记菌株)悬液,接种方案以具体试验设计为准;3)振荡培养:控温摇床,转速为170 r/min,培养温度30℃,时间根据实验需求设定;4)酶标仪检测:即在培养不同时期用酶标仪检测群落的OD600、青枯菌红色荧光强度(发射光:587 nm,吸收光:610 nm)。
(4)菌群内物种互作关系的研究方法
细菌两两之间互作类型的计算,参考Li等(2019)方法,可由菌株两两互作预测多菌株的群落内部互作网络关系。
技术路线
实验方案
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实验准备
制备培养基,灭菌处理后调节pH,倒平板以备用;
将生防菌和降解菌的菌种划线接种于平板之上活化,每个菌种接种三个平板,做好标记置于适宜条件下培养,使其长出单菌落;
配置无机盐培养液,将一定量的秸秆粉加入到无机盐培养液中,无机盐提供菌种生长所需要的大量元素、中量元素和微量元素,摇匀后等量加入到50mL三角瓶中备用;
生防菌-降解菌组合见下表(1表示该菌株存在于组合中,0表示菌群组合中不包含该菌株)。
处理
生防菌T-5
降解菌A
降解菌B
降解菌C
降解菌D
1
1
0
0
0
0
2
0
1
0
0
0
3
0
0
1
0
0
4
0
0
0
1
0
5
0
0
0
0
1
a
b
c
6
1
0
1
0
0
0
7
1
0
0
1
0
0
8
1
0
0
0
1
0
9
1
0
0
0
0
1
10
1
0
1
1
0
0
11
1
0
1
0
1
0
12
1
0
1
0
0
1
13
1
0
0
1
1
0
14
1
0
0
1
0
1
15
1
0
0
0
1
1
16
1
0
1
1
1
1
注:处理6-16分为两大类处理,a c:生防菌-降解菌组合;b c:不包生防菌组合。
-
生防菌-降解菌复配群落的秸秆降解能力
将生防菌和降解菌组合(处理6-16:a c)一同加入到准备好的三角瓶中,每个组合做三个重复,合计11种组合,需33个三角瓶;只接种降解菌(处理6-16:b c),合计11种组合,需33个三角瓶;不接种,合计1种组合,需3个三角瓶;只接种生防菌(处理1),合计1种组合,需3个三角瓶。
以上四种处理用于降解率和酶活测定,置于30℃条件下培养8d,培养后,将样品取出,进行离心处理把上清液和沉淀分离开来,上清液用于酶活测定,沉淀用于降解率的测定。将以上四种处理进行对比,评价生防菌-降解菌复配群落的秸秆降解能力。
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生防菌-降解菌复配群落的生防能力
将荧光标记的病原菌和在秸秆条培养基中培养后的生防菌-降解菌组合(处理6-16:a c)共同接种于孔板之中,每个组合三个重复,合计11种组合;不接种降解菌,只接种生防菌(处理1)和病原菌,合计1种组合;只接种病原菌,合计1种组合,需3孔;只接种降解菌(处理6-16:b c)和病原菌,合计11种组合。
以上四种处理用于生防能力测定,置于30℃条件下培养8d,培养后,将样品取出,测定荧光值。将以上四种处理进行对比,评价生防菌-降解菌复配群落的生防能力。
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菌株间的互作关系
在以上实验完成之后,选取降解效果和生防效果好的菌种组合,单独培养组合内的各个菌,获取各个菌的发酵液,加入到含有其他单个菌株的培养基中,置于适宜条件下培养一段时间,观察每株菌的代谢产物对组合内的其他菌生长情况的影响。
筛选出秸秆降解高附加值化和生防效果更高的菌种组合。
可行性分析
实验室存在操作条件、所需菌种、各种药品以及相关仪器,具备可行性。
4. 研究创新点
特色或创新之处
将生防菌和秸秆降解菌进行组合,并筛选出高效降解秸秆或抑制青枯菌入侵的菌株组合,将降解菌降解秸秆后的小分子物质供以生防菌生长利用,实现不同功能菌株的有效组合,为秸秆利用高附加值提供新思路。
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展
2019年2月底,确定论文研究方向;
2019年3月初,进行申报和开题报告的书写;
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