1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
题目:木霉菌对植物生长的促进作用、生物防治作用及其作用机理
研究概况:木霉菌是一种栖息于植物根际的真菌,广泛分布于土壤、森林、植株根基或叶面、树皮及枯枝落叶中,是土壤中十分重要的一种微生物群落[1]。其对于植物生长具有促进作用,对某些病原菌有生物防治作用且这些作用机制具有不同的形式。本次论文主要研究木霉菌对植物生长的促进作用和生物防治作用。木霉菌可以显著地促进植物的生长,提高作物生产力[2],这种促进作用的机理可分为三种:1.木霉菌在其生长发育过程中会产生一些次生代谢产物,如生长素、细胞分裂素、脱落酸、赤霉素等,这些激素可以诱导植株的代谢过程[3]。国外研究证明哈兹木霉代谢产生的iaa能有效的促进温室番茄幼苗根系的生长,同时番茄产量也得到相应的提高[4]。2.研究证明木霉菌可以分泌有机酸类物质来溶解土壤中的矿物质,通过降解作用、螯合作用等使金属氧化物得到溶解[5],可以产生还原酶促进植物对氧化型矿物营养的吸收[6]。土壤中加入木霉菌或其制剂后可以有效地活化土壤养分,促进植物对营养元素地吸收,从而促进植物的生长。3.大多数的木霉菌都能在植物根际占据有利位点成功定殖,能够随着植物根系的生长来延伸拓展,木霉菌只有在定殖之后才能进一步分泌代谢产物,因此木霉菌的强定殖能力在促进植物的生长方面具有重要地位[7]。木霉菌的生物防治作用,即木霉菌对病原菌的拮抗作用,其作用机制可分为5类:1.竞争作用:木霉菌的环境适应能力强、生长速度快,其强定殖能力能快速充分地利用现有的营养成分进行生长,抢占空间,从而可以抑制植株根际病原真菌的生长[8]。2.重寄生作用:木霉菌在接触到寄主真菌后,通过分泌各种细胞壁降解酶如几丁质酶、纤维素酶、木聚糖酶、葡聚糖酶和蛋白酶等溶解寄主细胞壁进入寄主的体内,并利用寄主体内的营养物质在其体内生长,从而起到抑制寄主生长的目的[8]。研究表明木霉菌会在特定的环境中重寄生于葡萄灰酶病菌,并迅速繁殖后占领空间资源和能源之源从而达到抑制葡萄灰霉病症状的出现的目的[9]。3.抗生作用:木霉菌生物防治作用的一种重要机制,在其生长代谢过程中产生一些低分子量的化合物如木霉素、抗菌肽、六戊烷基吡喃、丙甲菌素、绿胶霉素等,这些物质会对病原菌产生毒害作用,抑制其定殖和生长[10]。4.诱导植物抗性:诱导植物抗病性是指通过生物或者非生物因子来激发寄主植物,使其自身能产生物理或者化学屏障,从而激活其获得性系统抗病性能力[11]。5.协同拮抗作用:不同的木霉菌种或同一菌种的不同菌株所表现出的生防机制均不相同。研究表明用木霉菌处理菜豆种子之后,木霉菌对腐酶pythium 的作用包括产生抗生素和重寄生作用两种机制,木霉菌产生抗生素的同时也会产生各种降解细胞壁的胞外酶来抑制土传植物病原菌的菌丝生长与孢子萌发[12]。
课题意义:自木霉菌被发现以来,人们对木霉菌的研究多集中于防病应用,生防机制以及生物药剂的开发等方面。在木霉菌发酵代谢产物对作物促生方面的影响,国内研究较少,国外对木霉促生机制的研究也处于不断完善的阶段。本研究就是在深入学习木霉菌的促生机制及其生物防治作用的基础上利用生防木霉菌制备兼具防病增产作用的新型生物有机肥。对木霉菌促生机制的探明,会对扩大木霉菌的使用范围、提高作物产量、使木霉作为生物菌肥的开发利用具有重要的意义。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:木霉对植株生长的促进作用明显,对一些病原菌也具有一定的生防作用,本次实验对木霉菌的促生作用及生防作用进行深入研究,并能对植物影响木霉菌的生长方面稍作探究。
3. 研究的方法与方案
研究方法:1.文献研究法:初期需要通过查阅文献来获取资料,了解木霉菌促生作用及生防作用的作用机理,国内外对木霉菌的研究现状等等,帮助确定本次毕业设计课题的选定,并且对即将研究的东西做一个全面的了解与把握。2.实证研究法:依据现有的与木霉菌有关的科学理论和实践的需要,对整体实验进行设计,利用科学的仪器、设备等,在自然条件下,通过有目的有步骤地操纵,根据观察、记录、测定与此相伴随地现象地变化来确定条件与现象之间的因果关系。通过做实验,来获得相关的数据并进一步分析之后得到最终结论。
技术路线:如图
可行性分析:首先是资料的获得,进入学校的网站可以查找与木霉菌研究相关的内容;正式进行实验时,学院会提供相关仪器设备等供我们学习与利用,实验过程中会有指导老师及师兄师姐的帮助。综上,整个实验会顺利进行。
4. 研究创新点
大多数研究木霉菌的实验,都是只研究木霉菌对植物生长的促进作用或其生物防治作用,本课题中可以研究植物的生长对木霉菌的作用以及木霉菌与土壤中其他微生物的关系。
5. 研究计划与进展
1.查找课题相关资料并仔细研究学习
2.确定论文题目,撰写文献综述
3.整理资料,撰写开题报告
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