除草微生物禾长蠕孢菌种诱变改良及分子鉴定

论文摘要

草害是制约农作物产量的主要因子之一。目前,杂草的防治主要依赖化学除草剂,但其对环境的负面影响日益受到人们的关注,减少化学除草剂的使用是未来农业的发展趋势。发展微生物除草剂,实现杂草的生物防治,可以大幅度减少化学除草剂的使用,实现农业的可持续发展。 禾长蠕孢稗草专化型（Helminthosporium gramineum Rabenh f.sp.echinochloae,简称HGE）,是本实验室从感病的稗草上分离获得、由中国科学院微生物研究所完成菌种鉴定。HGE对稗草的致病力强,对水稻安全,是稗草生物防治的潜力菌。为进一步提高该菌种的孢子产量和代谢产物产量,采用紫外诱变对该菌种进行了改良。 经过筛选和评价,获得适合液体发酵和固体发酵的突变菌株M1和M3。其中突变菌株M1菌落生长疏松,气生菌丝多,菌落呈灰白色至白色,与出发菌株HGE有显著区别,该突变菌株生长速度快,菌丝体和发酵液毒素产量分别达到7.0g/L和15.98mg/L。另一突变菌株M3菌落生长紧密,气生菌丝少,菌落呈黑色,与出发菌株HGE相似。突变菌株M3的孢子产量达到1.21×107/皿,比出发菌株提高21%。两突变菌株均具有良好的遗传稳定性,对水稻、玉米等作物安全。 利用RAPD-PCR方法对出发菌株和突变菌株M1和M3进行了分子鉴定,初步说明突变菌株的遗传物质发生了改变。对出发菌株和突变菌株的固体发酵和液体发酵工艺进行了初步研究,确定了相应的最佳发酵条件。其中固体发酵的最佳条件是稗草基质培养基中添加生长因子③,以2菌块/克稗草干物质接种,27℃培养箱中黑暗培养10天。突变菌株M1菌丝体产量的最佳发酵条件组合为:3号培养基,初始pH值为7,发酵温度为24℃,150r/min振荡培养6d;毒素产量的最佳发酵条件组合为:4号培养基,初始pH值为7,发酵温度为26℃,静置培养14d。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 杂草生物防治的概念及方法
• 1.2 微生物除草剂的研究
• 1.2.1 国外微生物除草剂的研究现状
• 1.2.2 我国微生物防治杂草的研究现状
• 1.3 微生物的菌种改良
• 1.4 研究目的和研究内容
• 第二章 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 菌种
• 2.1.2 无芒稗种子
• 2.1.3 培养基配方
• 2.1.4 PCR反应试剂
• 2.1.5 仪器设备
• 2.2 方法
• 2.2.1 紫外诱变法改良 HGE菌
• 2.2.2 突变新菌株的筛选和评价
• 2.2.3 突变菌株的遗传稳定性实验
• 2.2.4 突变菌株的 RAPD分析
• 2.2.5 HGE菌和突变菌株固体发酵条件初探
• 2.2.6 HGE菌和突变菌株液体发酵条件初探
• 第三章 结果与分析
• 3.1 突变新菌株的菌落生长速度及抱子形态
• 3.2 突变新菌株发酵液的抑草活性
• 3.3 突变新菌株抱子的抑草活性
• 3.4 突变新菌株的遗传稳定性
• 3.5 突变新菌株的 RAPD分析
• 3.6 HGE菌固体发酵条件初探
• 3.6.1 以无芒稗为发酵基质
• 3.6.2 以大米为发酵载体
• 3.7 HGE菌和突变菌株 M1液体发酵条件初探
• 3.7.1 菌丝体产量
• 3.7.2 发酵液毒素产量
• 第四章 讨论
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历