CN107151642B - 一株拮抗内生细菌gh011及应用 - Google Patents

一株拮抗内生细菌gh011及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一株拮抗内生细菌GH011,保藏编号:M 2017096;所述拮抗内生细菌GH011可用于抑制桂花叶斑病菌和番茄灰霉病菌;可用于制备治疗和预防番茄灰霉病的制剂,制备方法为,接种拮抗内生细菌GH011单菌落于LB液体培养基中,28℃的恒温振荡培养箱中160 r·min‑1培养24 h,采用无菌水将培养后所得菌液的菌落稀释至4×108 cfu·mL–1。防治方法为,采用拮抗内生细菌GH011培养液对番茄植株进行喷雾;本发明抗内生细菌GH011能有效预防和治疗番茄灰霉病,防治效果达到64.9%,且该菌对桂花叶斑病菌(葡萄座腔菌)抑菌率达83.69%。

Description

一株拮抗内生细菌GH011及应用
技术领域
本发明涉及微生物技术领域,具体的说是一种拮抗内生细菌GH011及应用。
背景技术
番茄灰霉病已成为我国保护地番茄生产的主要病害,灰霉病是由半知菌亚门真菌灰葡萄孢( Botrytis cinerea) 侵染所致。目前番茄抗病育种还没有突破性进展,国内防治番茄灰霉病主要依靠化学药剂。然而,长期、连续用药使灰霉病菌产生了抗药性,导致化学药剂防治效果逐年下降,并且化学药剂残留严重污染农产品和环境,危及人畜健康。生物防治已经成为控制病害的重要手段,而植物内生细菌作为植物病害生物防治的潜在资源菌具有独特的优势,并且已经显示出很好的利用前景。
发明内容
本发明目的是提供一株可应用于治疗和预防番茄灰霉病的拮抗内生细菌GH011,分类命名为Bacillus axarquiensis,已保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏单位简称为CCTCC,保藏编号CCTCC NO:M 2017096。
本发明的另一目的是提供一种治疗和预防番茄灰霉病的制剂。
所述拮抗内生细菌GH011可用于抑制桂花叶斑病菌(葡萄座腔菌,B. dothidea)和番茄灰霉病菌(B. cinerea)。
所述治疗和预防番茄灰霉病的制剂为拮抗内生细菌GH011培养液。
所述拮抗内生细菌GH011培养液中含有菌落4×108 cfu·mL– 1
所述拮抗内生细菌GH011培养液的制备方法为:接种拮抗内生细菌GH011单菌落于LB液体培养基中,28℃的恒温振荡培养箱中160 r·min-1培养24 h,采用无菌水将培养后所得菌液的菌落稀释至4×108 cfu·mL– 1
所述制剂治疗和预防番茄灰霉病的方法:采用拮抗内生细菌GH011培养液对番茄植株进行喷雾,进一步说是将拮抗内生细菌GH011培养液喷在番茄叶片的正反面。
有益效果
本发明的拮抗内生细菌GH011在与宿主植物协同进化的过程中,形成了稳定的生态关系,内生细菌可以通过自身产生或诱导宿主产生一些抗菌的物质,或通过与植物病原菌竞争生态位和营养物质对植物病害起到防治作用。该抗内生细菌GH011能有效预防和治疗番茄灰霉病,防治效果达到64.9%,且该菌对桂花叶斑病菌(葡萄座腔菌)抑菌率达83.69%。此外,该拮抗内生细菌GH011对桂花炭疽病菌、桂花叶斑病菌(刺球壳菌)和番茄叶霉病菌三种病原菌也有一定程度的拮抗作用,具有较好的应用前景。
生物材料的保藏
一株拮抗内生细菌GH011,分类命名为Bacillus axarquiensis GH011,已保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏单位简称为CCTCC,保藏地址为中国武汉武汉大学,保藏编号为CCTCC NO:M 2017096,保藏日期为2017年3月8日。
附图说明
图1是本发明拮抗内生细菌GH011对桂花叶斑病菌的抑菌效果图;
图2是本发明拮抗内生细菌GH011对番茄灰霉病菌抑菌效果的图;
图中:左为对照,右为抑菌效果。
具体实施方式
实施例1
采用预防番茄灰霉病的制剂进行盆栽番茄防治:
步骤一、接种GH011菌株单菌落于200mL LB液体培养基中,28℃的恒温振荡培养箱中160 r·min-1培养24 h,将所培养的菌液稀释至4×108 cfu·mL– 1,制备出预防番茄灰霉病的制剂;
步骤二、取长至5-6叶,长势一致的盆栽番茄,用治疗和预防番茄灰霉病制剂喷雾至番茄叶片正反面,以清水作为对照,24 h后将番茄灰霉病菌的孢子悬浮液1×107个孢子/mL(将少许无菌水注入已长满灰霉病菌的PDA平板内,将琼脂表面的孢子刮下,倒入无菌容器内,充分振荡后用灭菌的纱布过滤,于血球计数板中计数)喷雾接种其上。番茄植株培养于人工气候箱(23℃,r≧90%)中。每个处理3盆,每盆3株,重复3次。接种后7d调查番茄的发病情况,病情分级采取5级标准。0级:无病斑,叶片无症状,植株健康;1级:病斑面积占总叶片的10%以下;2级:病斑面积占总叶片的10%-50%;3级:病斑面积占总叶片的50%以上;4级:植株死亡。
病情指数=100×[Σ(各级病叶数×病害级别数)]/(调查总叶数×4) 防治效果(%)=[(对照病情指数-拮抗菌株处理后病情指数)]/对照病情指数]×100
结果表明:喷雾治疗和预防番茄灰霉病制剂的番茄植株比用清水处理的病情指数降低23.1,防治效果为64.9%(见表1)。
表1 菌株GH011对番茄灰霉病的防治效果
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE001
实施例2
拮抗内生细菌GH011菌株的筛选、分离和纯化:
步骤一、培养基的制备:
细菌平板培养用LB培养基(胰蛋白胨10g/L;酵母提取物5g/L;氯化钠10g/L;琼脂粉18g/L),液体培养用LB液体培养基(不加琼脂粉),真菌培养及平板对峙试验用PDA培养基(马铃薯200g/L;葡萄糖20g/L;琼脂粉18g/L)。
步骤二、采集健康桂花植株的叶片3g,在75%的酒精中浸泡30s,然后用1%的次氯酸钠消毒3min,用无菌蒸馏水冲洗5次后,取最后一次的冲洗液200μL,涂布于LB培养基平板上;消毒后的叶片于无菌的研钵中研磨,加入5ml无菌蒸馏水混匀,取研磨液200μL,涂布于LB培养基平板上。在28℃培养,逐日观察,如最后一次冲洗液涂布的培养基中无菌落,研磨液涂布的培养基中长出的菌落是内生菌,进行纯化培养后,4℃冰箱中保存备用。
步骤三、拮抗活性测定
番茄灰霉病菌、番茄叶霉病菌、桂花叶斑病菌(刺球壳)、桂花炭疽病菌和桂花叶斑病菌(葡萄座腔菌活化培养,制成8mm的菌饼放置于PDA培养基中心,四周40mm处分别放置四片8mm大小含有内生细菌的滤纸片,置于28℃培养箱内培养4~5天,测量抑菌圈半径并计算抑菌率。
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE002
从健康桂花的叶片中共分离出24株内生细菌,其中分离得到的GH011抑菌活性最强,对桂花叶斑病菌(葡萄座腔菌)抑菌率达83.69%,如图1所示;对番茄灰霉病菌抑菌率达74.83%,如图2所示;对其他三种病原菌也有一定程度的拮抗作用,结果如表2所示。
表2:菌株GH011发酵液对5种病原真菌的抑菌率
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE003
步骤四、强拮抗内生菌株的鉴定
1 、形态及生理生化鉴定
方法参考《伯杰氏细菌鉴定手册》( Buchanan & Gibbons,1984) 和《常见细菌系统鉴定手册》(东秀珠和蔡妙英,1999) 。
1)形态特征
菌株GH011细胞为杆状、单生或链生、周生鞭毛,革兰氏染色阳性。菌落呈淡黄色、不透明,边缘不规则。
2)生理生化特征
菌株GH011为好氧菌,不能运动,可以利用蔗糖、果糖、葡萄糖、麦芽糖、甘露醇,但不能利用乳糖,可以水解淀粉和明胶,可分解牛奶产酸,柠檬酸盐试验、V-P试验、硝酸盐还原试验和接触酶试验呈阳性,苯丙氨酸脱氢酶实验、甲基红试验和氧化酶试验呈阴性,最适生长pH7.0,最适生长温度30℃。
2 、16S rDNA PCR 扩增、测序及系统发育分析
以细菌基因组DNA快速抽提试剂盒(上海生工生物工程公司 REF B518225-0050)提取的菌株GH011基因组DNA为模板。16S rDNA PCR 扩增采用引物:16SL:5'-ACGGCTACCTTGTTACGACCT-3'(其序列如SEQ ID NO:3)
和引物16SR: 5'-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3'(其序列如SEQ ID NO:4)gyrA基因PCR扩增采用引物gyrA-f:CGATCAGGAAATGCGTACGTCCTT(其序列如SEQ ID NO:5)和引物gyrA-r:CAAGGTAATGCTCCAGGCATTGCT(其序列如SEQ ID NO:6)。反应体系( 50μL) :10×buffer 5. 0μL、dNTPs ( 2. 5 mmol·L-1) 4. 0μL、引物16SR ( 10 pmol·L-1) 2. 0μL、引物16SL ( 10pmol·L-1) 2. 0μL、Taq酶( 5 U·μL-1) 0. 5μL、模板DNA( 50 ng·μL-1) 2μL、ddH2O 34. 5μL。PCR反应程序: 94℃ 5 min,94℃ 1 min,50℃ 1 min,72℃ 2 min,30个循环;72℃ 10 min。将PCR产物经纯化后送上海生工生物工程公司测序。根据测序结果,用Blast软件从GenBank数据库中调出相关菌株的16S rDNA序列和gyrA基因序列,分别用ClustalW V1. 82软件进行多序列比对,之后用Mega 4. 1软件进行序列分析,采用邻接法( Neighbor-joining,NJ法)进行系统发育分析和同源性比较。
结果显示:菌株GH011的16S rDNA(基因序列如SEQ ID NO:1所示)和gyrA基因序列(如SEQ ID NO:2 所示)与Bacillus axarquiensis同源性均高达99%。结合其形态特征、生理生化特性、16S rDNA(基因序列如SEQ ID NO:1所示),和gyrA基因序列分析,将该菌株鉴定为B. axarquiensis GH011。
SEQUENCE LISTING
<110> 河南科技大学
<120> 一株拮抗内生细菌GH011及应用
<130> 1
<160> 6
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 1515
<212> DNA
<213> Bacillus axarquiensis
<400> 1
tacggctacc ttgttacgac ctcaccccaa tcatctgtcc caccttcggc ggctggctcc 60
ataaaggtta cctcaccgac ttcaggtgtt acaaactctc gtggtgtgac gggcggtgtg 120
tacaaggccc gggaacgtat tcaccgcggc atgctgatcc gcgattacta gcgattccag 180
cttcacgcag tcgagttgca gactgcgatc cgaactgaga acagatttgt gggattggct 240
taacctcgcg gtttcgctgc cctttgttct gtccattgta gcacgtgtgt agcccaggtc 300
ataaggggca tgatggtttg acgtcatccc caccttcctc cggtttgtca ccggcagtca 360
ccttagagtg cccaactgaa tgctggcaac taagatcaag ggttgcgctc gttgcgggac 420
ttaacccaac atctcacgac acgagctgac gacaaccatg caccacctgt cactctgccc 480
ccgaagggga cgtcctatct ctaggattgt cagaggatgt caagacctgg taaggttctt 540
cgcgttgctt cgaattaaac cacatgctcc accgcttgtg cgggcccccg tcaattcctt 600
tgagtttcag tcttgcgacc gtactcccca ggcggagtgc ttaatgcgtt agctgcagca 660
ctaaggggcg gaaaccccct aacacttagc actcatcgtt tacggtgtgg actaccaggg 720
tatctaatcc tgttcgctcc ccacgctttc gctcctcagc gtcagttaca gaccagagag 780
tcgccttcgc cactggtgtt cctccacatc tctacgcatt tcaccgctac acgtggaatt 840
ccactctcct cttctgcact caagttcccc agtttccaat gaccctcccc ggttgagccg 900
ggggctttca catcagactt aaggaaccgc ctgcgagccc tttacgccca ataattccgg 960
acaacgcttg ccacctacgt attaccgcgg ctgctggcac gtagttagcc gtggctttct 1020
ggttaggtac cgtcaaggta ccgccctatt cgaacggtac ttgttcttcc ctaacaacag 1080
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ccaactagct aatgcgccgc gggtccatct gtaagtggta gccgaagcca ccttttatgt 1320
ttgaaccatg cggttcaaac aagcatccgg tattagcccc ggtttcccgg agttatccca 1380
gtcttacagg caggttaccc acgtgttact cacccgtccg ccgctaacat cagggagcaa 1440
gctcccatct gtccgctcga cttgcatgta ttaggcacgc cgccagcgtt cgtcctgagc 1500
caggatcaaa ctcta 1515
<210> 2
<211> 1032
<212> DNA
<213> Bacillus axarquiensis
<400> 2
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ggcactgccg gatgtgcgtg acggtttaaa acccggttca cagacggatt ttatacgcga 120
tgaatgattt aggcatgacg agtgacaagc catataaaaa atcggctcgt atcgtcggag 180
aagttatcgg aaaataccac cctcacggtg attcagcggt atatgaatct atggtcagaa 240
tggcgcagga tttcaactac cgttatatgc tggtggacgg tcacggaaac tttggttctg 300
tagacggaga ctcagccgct gcgatgcggt acaccgaagc cagaatgtct aagatcgcca 360
tggaaattct gcgagacatt acaaaagaca cgattgatta tcaagataac tatgatggtt 420
cagagagaga acctgttgtc atgccgtcaa gattcccgaa cctgcttgta aatggagcag 480
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catatgaatc cggaagaggt tctattacga ttcgggcaaa agcagaaatt gaagaaactt 720
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taattgagaa gattgctgat cttgtcagag ataagaaaat tgaaggaata actgatttgc 840
gtgacgaatc tgaccggaac ggtatgcgga ttgtcattga aatcagacga gatgccaatg 900
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<210> 3
<211> 21
<212> DNA
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<400> 3
acggctacct tgttacgacc t 21
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<212> DNA
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<400> 4
agagtttgat cctggctcag 20
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<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列
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cgatcaggaa atgcgtacgt cctt 24
<210> 6
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 6
caaggtaatg ctccaggcat tgct 24

Claims (10)

1.一株拮抗内生细菌GH011,其特征在于:分类命名为Bacillus axarquiensis,已保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏单位简称为CCTCC,保藏编号为CCTCC NO:M 2017096,保藏日期为2017年3月8日。
2.如权利要求1所述拮抗内生细菌GH011在抑制桂花叶斑病菌中的应用。
3.如权利要求1所述拮抗内生细菌GH011在抑制番茄灰霉病菌中的应用。
4.如权利要求1所述拮抗内生细菌GH011在治疗和预防番茄灰霉病中的应用。
5.一种治疗和预防番茄灰霉病的制剂,其中拮抗菌为权利要求1所述的拮抗内生细菌GH011。
6.如权利要求5所述治疗和预防番茄灰霉病的制剂,其特征在于:为拮抗内生细菌GH011培养液。
7.如权利要求6所述治疗和预防番茄灰霉病的制剂,其特征在于:所述拮抗内生细菌GH011培养液中含有菌落4×108 cfu·mL– 1
8.如权利要求7所述治疗和预防番茄灰霉病的制剂,其特征在于:所述拮抗内生细菌GH011培养液的制备方法为:接种拮抗内生细菌GH011单菌落于LB液体培养基中,28℃的恒温振荡培养箱中160 r·min-1培养24 h,采用无菌水将培养后所得菌液的菌落稀释至4×108 cfu·mL– 1
9.采用权利要求6-8其中之一所述制剂治疗和预防番茄灰霉病的方法,其特征在于:采用拮抗内生细菌GH011培养液对番茄植株进行喷雾。
10.如权利要求9所述治疗和预防番茄灰霉病的方法,其特征在于:将拮抗内生细菌GH011培养液喷在番茄叶片的正反面。
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