论文摘要
地下害虫蛴螬因其地下栖息、危害隐蔽,成为国内外公认的难以防治的重大害虫。但用于蛴螬微生物防治中的制剂种类数量有限,亟需进一步挖掘新的杀虫菌株和基因资源。近期的研究表明,植物在受到生物及非生物胁迫时,富集有益微生物应对胁迫,植物受蛴螬危害后如何响应,对根际细菌群落结构及功能有何影响?这些问题的阐明将有助于明晰“害虫-植物-根际微生物”三者互作关系,为突破现有杀虫菌株筛选模式、建立新型高效杀虫菌株筛选体系奠定理论基础。以暗黑鳃金龟(Holotrichia parallela)幼虫、花生和根际细菌为研究对象,通过16S rRNA基因高通量测序和培养组学方法,分析田间条件下,蛴螬危害对花生根际细菌群落结构及功能的影响。发现田间蛴螬取食导致花生根际细菌群落发生显著变化,肠杆菌属(Enterobacter spp.)、不动杆菌属(Acinetobacter spp.)等的丰度增加;在根际分离到7株对鞘翅目害虫有杀虫活性的肠杆菌属的菌株,且这些菌株对鳞翅目小菜蛾没有杀虫活性。主要研究结果如下:本研究建立了一种便于田间大规模取样的根际土壤样品保存方法,即在样品中加入GTC缓冲液,室温条件下保存1天,对利用16S rRNA基因测序分析根际细菌群落结构和多样性分析无显著影响。田间条件下,蛴螬危害引起花生根际细菌群落结构的改变。利用16S rRNA基因高通量测序技术分析发现:蛴螬处理后,芽胞杆菌属(Bacillus spp.)、肠杆菌属、不动杆菌属等的丰度增加;蛴螬取食1 d和7 d,花生根际细菌群落结构发生显著变化。宏基因组测序结果表明,蛴螬处理导致花生根际细菌的功能的显著变化。利用培养组学及三代测序技术,对蛴螬危害后花生根际可培养细菌进行了分离及初步鉴定。通过TSB等六种培养基培养,共分离到43板(96孔板)混合菌株,共计4128孔混合菌株。利用Barcode标记的方法,通过PacBio测序平台对分离获得的菌株进行了16S rRNA全长基因测序,共获得29823条序列,注释到变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)4个门、泛菌属(Pantoea)、肠杆菌属(Enterobacter)等147个属。蛴螬危害后花生根际可培养细菌中筛选到具有杀虫活性的菌株。通过杀虫生物活性测定,共筛选到7株对鞘翅目大猿叶甲(Colaphellus bowringi)有活性的菌株,初步鉴定为肠杆菌属的菌株。未筛选到对鳞翅目小菜蛾(Plutella xylostella)有杀虫活性的菌株。利用非靶向代谢组技术对花生根际代谢物进行分析,结果显示,蛴螬处理后花生根部代谢物发生了显著的变化。共确定了19个差异代谢物,其中菜油甾醇、豆甾醇、棕榈酸等11个代谢物浓度上升,肌醇、苹果酸等8个代谢物浓度降低。本研究明确了在田间条件下,蛴螬危害对花生根际细菌群落结构及功能的影响,为阐明“地下害虫蛴螬-花生-根际细菌”三者互作机制、挖掘植物根际杀虫微生物资源奠定了基础。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 孙晓晓
导师: 耿丽丽
关键词: 蛴螬,花生,根际细菌,培养组学,杀虫活性
来源: 中国农业科学院
年度: 2019
分类: 基础科学,农业科技
专业: 生物学,农业基础科学,农艺学,植物保护
单位: 中国农业科学院
分类号: S154.3;S435.652
总页数: 98
文件大小: 6331K
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