小麦上冰核细菌种类、分布及其与小麦霜冻关系的研究

小麦上冰核细菌种类、分布及其与小麦霜冻关系的研究

刘招舰[1]2002年在《小麦上冰核细菌种类、分布及其与小麦霜冻关系的研究》文中研究表明本文从细菌学的角度来探讨霜冻发生的机理,通过冰核细菌的分离鉴定和生物学特性研究;冰核细菌表达冰蛋白特性的研究以及对冰核细菌与小麦霜冻关系的研究。揭示了小麦霜冻发生的实质,即霜冻是由低温、植物的霜敏感性和冰核细菌的存在叁个因素共同决定的,而冰核细菌在霜冻的发生过程中起了关键作用,本论文的研究结果可简述如下: 1.1999-2001年,从山东省泰安、烟台、日照、济南、聊城、淄博、荷泽等地区小麦上分离到冰核细菌22株,经鉴定为Pseudomonas属和Erwinia属的4种冰核细菌分别为:丁香假单胞菌(Psyringae);菜豆荚斑假单胞菌(Pveridiflava);凤梨欧文氏菌(E.ananas);草生欧文氏菌(E.herbicola)。冰核活性的测定发现不同菌株的冰核活性存在显着差异。INA细菌与小麦霜冻关系的实验是把喷有INA细菌的小麦置于人工霜箱,设0℃、-1℃、-2℃、-3℃、-4℃、-5℃、-6℃、-7℃、-8℃、-9℃共10个温度处理,测定叶片的相对电导率和过冷却点,结果表明,INA细菌能够破坏小麦叶片的细胞膜,使原生质膜透性增大从而明显提高小麦叶片的相对电导率;INA细菌能够使小麦过冷却点4℃左右,在-3~-4℃就发生霜冻。证明INA细菌是诱发和加重小麦霜冻的重要因素。这是我国关于小麦上冰核细菌及霜冻发生机理研究的首次报道。 2.本研究采用9001、14和309叁株INA细菌,探讨了INA细菌的生长规律和不同生长阶段冰蛋白表达的特性;并阐明了不同生长温度对冰核活性的影响。生长阶段冰核蛋白表达的测定,设4h、8h、12h、16h、20h、24h、28h、32h、36h、40h、44h、48h几个处理,稀释相同的浓度测定它们的冰核活性,发现生长初期冰核活性较弱,对数期到稳定期冰核活性最强,以后冰核活性又逐渐减弱。生长温度对冰核活性的测定设10℃、15℃、20℃、25℃、30℃五个温度处理,培养36h后,配制相同浓度的菌悬液测定冰核活性,结果表明:温度对冰核活性有显着影响,20~24℃冰核活性最强,大于25℃冰核活性逐渐减弱。INA细菌冰蛋白的表达受菌龄、温度和培养基等因素的影响。 3.从山东省各地采集了25种植物霜冻害标本,并进行了冰核细菌的分离,共分离到60株冰核活性细菌,鉴定结果为:假单胞菌属有37株,其中非荧光假单胞菌(P.sp)10株,占16.7%;丁香假单胞菌(P.syringae)11株,占18.3%;荧光假单胞菌(Pfiuorescens)2株,占3.3%;菜豆荚斑假单胞菌(P.veridifiava)14株,占23.3%。欧文氏菌属有23株,其中菠萝欧文氏菌(E.ananas)21株,占35%;草生欧文氏菌(E.herbicola)2株,占3.3%,调查发现INA细菌的种类和分布受季节、环境,地域和植物种类等多种因素的影响。冰核活性的测定发现不同冰核细菌的冰核活性存在差异。该研究是我省植物上冰核细菌研究的首次报道。

黄晓琴[2]2009年在《山东茶树冰核细菌的分离、鉴定及其与霜冻害关系研究》文中研究表明茶树原产于我国西南地区,是一种生长在温带、亚热带和热带地区的叶用作物,低温冻害是茶树经常遭遇的农业气象灾害之一。随着茶叶种植区域的北移和近年来早生品种的推广,茶树经常会受到霜冻害的影响,茶树遭受霜冻害后,一方面会影响生长势,导致茶叶减产甚至绝收,另一方面,茶叶品质会受到影响,制成的成茶滋味和香气降低。研究表明,茶树遭受霜冻危害的轻重程度除了与低温强度及其持续时间和植物抗霜冻能力强弱有关,还与茶树叶表INA细菌数量的多少有关。冰核细菌的存在能诱发和加重霜冻害的发生,冰核活性细菌(Ice nucleation active bacteria,简称冰核细菌)可在-2℃~-5℃诱发植物细胞水结冰而发生霜冻;无冰核细菌存在的植物,一般可耐受-7℃~-8℃的低温而不发生霜冻。本研究主要对山东茶树上冰核细菌的种类进行了分离和鉴定,对冰核细菌在山东茶树上的分布规律和年消长动态进行了研究,进一步对冰核细菌与茶树霜冻害的关系进行了初步探索,并对茶树上冰核细菌的防治提出了初步研究和建议。取得的研究结果如下:对山东主产茶区日照、青岛、泰安等地茶树上的冰核细菌进行了分离调查,在山东茶树上共分离到22株具冰核活性的细菌,通过16SrDNA序列分析和生理生化培养特征,鉴定山东茶树上的冰核细菌是属于泛菌属的两个种,分别为菠萝泛菌(Pantoea ananatis)和成团泛菌(Pantoea agglomerans)。其中,菠萝泛菌共分离到15株,占68.2%,成团泛菌共分离到7株,占31.8%。两个种的菌株在泰安、日照、青岛茶区的茶树上都有分布,其中以Pantoea ananatis菌为优势种。通过对分离到的冰核细菌的冰核活性进行测定,发现山东茶树上冰核细菌的冰核活性可划分为两个等级,强冰核活性菌株(103~104/冰核)和中等冰核活性菌株(105~106/冰核)。在茶树的不同发育部位,冰核细菌的分布密度和频率是不一样的。从初展叶上较易分离到冰核细菌,其出现频率为83.3%,而老叶则较难分离得到冰核细菌,出现频率仅有14.3%。其次,各部位冰核细菌存在的密度也不相同,可以看到,冰核细菌存在的最高密度是:初展叶(芽)﹥嫩叶﹥老叶。从不同地区冰核细菌分离情况看,青岛比泰安更容易分离到冰核细菌。从冰核细菌年周期内分布规律看,在易发生秋霜冻和春霜冻时期,茶树上均存在较高密度的冰核细菌,在湿度大,降雨量多的春霜冻时期,茶树上冰核细菌的密度更高。对接菌的茶树叶片和不接菌的茶树叶片的过冷却点进行了测定,无菌茶树叶片的过冷却点是-3℃,而接菌的茶树叶片结冰的平均温度是-1.4℃,比不接菌叶片提高了1.6℃,可见冰核细菌的存在明显提高了茶树叶片的过冷却点。冰核细菌的存在,会加重茶树叶片细胞质膜的损伤,具体表现为细胞膜透性增加,相对电导率增大,SOD、POD酶活性由最初的被激活到活性下降,丙二醛含量增多。采用室内试验和室外盆栽苗试验对防治冰核细菌的方法进行了探索,发现一些药剂能破坏茶树上冰核细菌的冰核活性物质并对具有杀灭作用,筛选到了代森锰锌和福美双两种能防治冰核细菌的药剂。

杨文渊[3]2008年在《INA细菌种类鉴定及其与杂柑‘不知火’果实霜冻关系的研究》文中研究指明本研究在综合调查四川杂柑栽培生产情况下,以杂柑受冻果实为材料,分离INA细菌,鉴定四川杂柑上INA细菌种类,测定其冰核活性,并探讨影响INA细菌冰核活性的因素;然后将分离的INA细菌回接到杂柑‘不知火'正常果实上,人工模拟自然霜夜降温过程处理果实,观察果实受冻程度,测定并分析其相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量变化以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性变化规律,从而探讨INA细菌与果实霜冻害的关系,揭示INA细菌诱发‘不知火'果实霜冻害的机理,结果表明:1、所采集的20份受冻杂柑果实经分离得到31个菌株,冰核活性测定结果显示:有16个菌株有冰核活性,首次在杂柑上证实有INA细菌的存在。冰核活性菌株除3号冻滴率为80%,其余达到85%~95%。且假单胞菌的平均冻滴率为91.25%,高于欧文氏菌85%的平均冻滴率。2、细菌学鉴定得出:分离自杂柑受冻果实上的这16个菌株属于2个属3个种:凤梨欧文氏菌(E.ananas),6株,占37.5%;丁香假单胞菌未定变种(P.syringae pvs.),6株,占37.5%;菜豆荚斑病菌(P.viridiflava),4株,占25%。且E.ananas的冰核活性小于P.syringae pvs.和P.viridiflava。这是杂柑上关于INA细菌的首次报道。3、将分离到的INA细菌回接到正常‘不知火'果实上,人工模拟自然霜夜降温过程,果皮相对电导率的变化结果表明:P.syringae pvs.>P.viridiflava>E.ananas>CK,并随低温强度提高而增大。显着性分析得出:接种INA细菌的果皮相对电导率显着高于CK,说明在相同低温胁迫下,INA细菌的确能够使杂柑‘不知火'果实冻害加重,并使受冻温度提高1℃~2℃。且不同种类的INA细菌对果实冻害的加重程度是不同,这与它们自身冰核活性的强弱成正相关。这些都证明了INA细菌可以诱发和加重‘不知火'果实的霜冻害。4、果皮MDA含量变化情况表明:接种INA细菌的果皮MDA含量均高于对照,只是不同INA细菌处理,上升趋势有所不同,且MDA含量大小关系为:P.syringae pvs.>P.viridiflava>E.ananas>CK。说明低温胁迫下INA细菌能明显促进膜脂过氧化作用,降低‘不知火'果实的抗寒性,经显着性分析得:在0℃下,接种INA细菌的果皮MDA含量与对照相比差异不显着,随着温度的降低,差异逐渐明显,在-3℃下达到极显着水平,说明与对照相比,INA细菌的确加重了‘不知火'果实的受冻程度,且叁种INA细菌的冰核活性存在差异。5、由保护酶活性变化结果可知:果皮和果肉中,对照和各处理下SOD活性变化趋势基本相同,并且果皮SOD活性始终远高于果肉SOD活性,在整个低温处理过程中对照SOD活性始终高于各处理,随着温度的降低这种差异更加明显,经显着性分析:3种INA细菌和对照之间差异均达到极显着水平,与对照相比,接种INA细菌使细胞膜的伤害温度提高了2℃。所以,INA细菌能够使‘不知火'果实SOD活性降低,从而降低它对细胞膜的保护作用。POD活性随低温胁迫的加剧而升高。在整个降温过程中,对照的POD活性始终高于各处理,这种趋势随温度的降低更加明显。显着性分析可知:在0℃时,对照与各处理间POD活性差异不显着,随着温度的降低,接种INA细菌的果皮POD活性显着低于对照,且P.syringae pvs.处理下的果皮酶活性显着低于P.viridiflava处理下的酶活性,说明接种INA细菌可以降低POD活性,使H_2O_2积累,加剧低温对细胞膜的破坏。对照和各处理CAT活性均随温度下降而下降,但对照始终高于各处理,且不同处理之间变化趋势有所不同,而且果皮CAT活性明显高于果肉CAT活性。可见,INA细菌能降低CAT活性,使其不能有效清除自由基,加剧膜脂过氧化速度。6、影响INA细菌冰核活性的因素实验得知:20℃培养的INA细菌生长最好,其冻滴率最高,说明他们活性高,随着温度的升高或降低都会影响INA细菌的生长和冰核活性;在同一菌液浓度下,随着处理温度的降低,INA细菌的冻滴率均显着提高,当温度降到-2℃及以下,表现出明显的冰核活性;当浓度达到5×10~6cfu/ml时开始表现出冰核活性,在一定的温度范围内,随着菌液浓度的增加,其冻滴率也不断提高,可见INA细菌的冰核活性与其菌液浓度呈正相关;在温度、浓度一定的条件下,随着培养基pH值的变化,其冻滴率也发生了明显的变化,得出INA细菌的酸碱度适应范围为pH6.0~8.0,pH<4.0或pH>10.0均会抑制INA细菌的生长。

张波[4]2010年在《福建省香蕉上冰核细菌种类、分布及其与香蕉寒冻害关系的研究》文中研究指明香蕉是热带果树,喜热忌寒。我国香蕉的种植主要分布于华南热带、亚热带地区,福建省是主要香蕉产区之一。由于受冬季风气候影响,常有低温寒害和霜冻害发生,轻者减产,重者绝收,是限制香蕉生产和发展的主要因素。因此,采取有效措施,御防寒害和霜冻对香蕉的危害,成为亟待解决的问题。研究表明,自然界广泛存在着冰核活性细菌,它可在-2~-5℃诱发植物细胞水结冰而发生霜冻,加剧霜冻害对植物的影响。冰核细菌的发现为研究和防治植物寒冻害提出了新方向。本论文研究了冰核细菌与香蕉寒冻害的关系,系统调查了福建省香蕉上冰核细菌的定殖密度、冰核活性等级和细菌学分类情况,并对所筛选的防霜剂进行了香蕉园田间试验,为香蕉寒冻害的御防做了积极探索,为防霜剂的推广提供了理论依据。(1)研究发现,在5℃的温度下处理24h,香蕉苗开始产生轻微寒害,处理48小时以后出现较明显的寒害症状,寒害指数为8.0,而接种冰核细菌的香蕉苗5℃处理48h寒害指数为18.0,且冰核细菌浓度越高,受寒害程度越严重。与未接种INA细菌的对照苗相比,低温胁迫下接菌香蕉苗的相关保护酶活性的下降幅度更大,MDA含量、电导率的升高更明显,香蕉叶片光合作用受阻更严重。综上所述,证明冰核细菌不仅可以在≤-1℃的低温下诱发加剧植物的霜冻害,而且可以在0~5℃的较高温度下诱发加剧植物的寒害。(2)研究表明,福建省香蕉上冰核细菌的存在较为普遍,定殖密度大多在104cfu/g数量级以上,冰核活性等级达到中等及中等以上的占总菌株数的85.2%。这样的定殖密度和活性等级足以诱发和加剧香蕉的寒冻害,应当应起重视,采取防范措施。对从福建省各香蕉产区采集霜冻害标本分离到的54株冰核细菌进行细菌学鉴定,共鉴定到2个属的4种INA细菌。欧文氏菌有42株,其中草生欧文氏菌(E.herbicola)有6株,凤梨欧文氏菌株(E.ananas)有36株;假单胞菌属(Pseudomonas)有12株,其中非萤光类假单胞菌和丁香假单胞菌各6株。研究结果证明福建省香蕉上冰核细菌的分布种类主要为凤梨欧文氏菌,占总菌株数的66.7%。(3)研究表明,通过减少香蕉上的冰核细菌数量,可以减轻寒害和霜冻害对香蕉的影响。确定当防霜剂FS1号稀释500倍时,不会对香蕉产生药害,并且对冰核细菌有较好的杀灭效果。为使防霜剂对香蕉有更好的保护作用,药剂的施用时间应选择在寒潮或霜冻来临前,施用周期为7天,共施用3~4次。通过田间香蕉园试验证明,防霜剂FS1号可以有效杀灭香蕉上冰核细菌并且对香蕉霜的低温寒害和霜冻有较明显的保护效果。从统计结果来看,空白对照香蕉园香蕉的寒害指数为27.8,喷施防霜剂FS1号香蕉的寒害指数为16.2,防寒效果达到42.6%,验证了本实验室配制的防霜剂FS1号有很大的推广价值。

孙鲁龙, 宋伟, 翟衡[5]2016年在《葡萄叶片上冰核细菌的分离鉴定》文中研究指明为了检测葡萄上冰核活性细菌的分布情况,并探究其对葡萄叶片霜冻害的影响,本试验对葡萄叶片上的冰核活性细菌进行了分离、鉴定和冰核活性的测定,并检验了活性较高的菌株对叶片冻害的效果。试验通过分离共获得10株冰核活性细菌,活性较高的1、2号菌株都是假单孢菌属(Pseudomonas)。用1、2号菌处理葡萄叶片,进行霜冻胁迫,叶片的霜冻指数分别达到83.67%和90.42%,而对照组为66.13%;活性最好的2号菌可以提高叶片过冷点2.3℃。

张玲[6]2003年在《大扁杏抗性生理特性研究》文中提出大扁杏(Armeniaca vulgaris×siberia)属蔷薇科杏属,特指以龙王帽及其优良品系为主的甜仁杏品种。目前,西北地区大面积种植的大扁杏普遍受到干旱和早春“倒春寒”的危害,产量不稳定甚至大面积绝收。生产上急需大扁杏丰产栽培的相关理论和先进技术。本研究通过栽培试验和实验室生理指标测定的方法,对大扁杏的抗旱和抗寒生理特性、花期防冻剂配方遴选,防冻剂应用技术等进行了研究。主要获得了如下研究结果: 1.在盆栽试验条件下,在经历10d的轻度干旱后,施肥对大扁杏叶片含水量和渗透调节物质无明显的影响。持续干旱条件下,影响大扁杏叶中脯氨酸含量的主导因素是土壤含水量,其次为土壤含水量和施肥的交互作用。土壤基质的养分状况和含水量都明显影响叶片组织含水量。在基质含水量为40%田间持水量的条件下,当干旱持续20天时,施肥杏树中的脯氨酸含量明显高于不施肥杏树。 2.在黄土高原地区的淳化县,秋季土壤施N肥0.3kg/株+P肥0.21kg/株,能明显提高完全花的比例,特别是增加短果枝、花束状果枝上完全花的数量。花后大扁杏的抗旱性指标的变化,主要受秋季土壤施肥和春季杏树展叶后叶面喷施微肥的交互作用影响。单纯的土壤施肥或单独的叶面施肥对杏树抗旱性指标影响不显着。 3.花期防冻剂配方遴选试验结果表明,在花芽萌动期对大扁杏喷施试剂Ⅱ、试剂Ⅲ均可提高低温胁迫下花蕾、盛开花朵中SOD酶的活性。0.08mg/ml的试剂Ⅰ和1.4mg/ml试剂Ⅱ对大扁杏蕾期和盛花期拮抗低温胁迫有利。在试验浓度范围内,高浓度试剂Ⅱ可明显抑制大扁杏蕾期、花期低温胁迫下MDA含量的增加;实验浓度范围内,试剂Ⅰ和试剂Ⅱ的喷施浓度愈高,低温胁迫后花蕾电导率增加愈小。但试剂Ⅰ和试剂Ⅱ的交互作用对于维持细胞膜透性不利。 4.在淳化县进行的防冻剂应用试验表明,早春在树冠喷施1L/株的高浓度(试剂Ⅰ0.08mg/ml+试剂Ⅱ1.4mg/ml+试剂Ⅲ0.4mg/ml)“防冻剂”,有较好的防冻效果。

张世光, 孙福在, 朱红[7]1992年在《云南诱发霜冻害冰核活性细菌的鉴定》文中进行了进一步梳理1990年冬,从云南省宾川、大理、昆明、陆良等地采集受霜冻危害小麦、蚕豆、蕃茄上的33个标样,分离出12个冰核活性的细菌菌株.鉴定结果是 Erwinia herbicola waranaanas 及 Pseudomonas syrindae.首次证明云南有冰核活性细菌.

参考文献:

[1]. 小麦上冰核细菌种类、分布及其与小麦霜冻关系的研究[D]. 刘招舰. 山东农业大学. 2002

[2]. 山东茶树冰核细菌的分离、鉴定及其与霜冻害关系研究[D]. 黄晓琴. 山东农业大学. 2009

[3]. INA细菌种类鉴定及其与杂柑‘不知火’果实霜冻关系的研究[D]. 杨文渊. 四川农业大学. 2008

[4]. 福建省香蕉上冰核细菌种类、分布及其与香蕉寒冻害关系的研究[D]. 张波. 福建农林大学. 2010

[5]. 葡萄叶片上冰核细菌的分离鉴定[J]. 孙鲁龙, 宋伟, 翟衡. 中外葡萄与葡萄酒. 2016

[6]. 大扁杏抗性生理特性研究[D]. 张玲. 西北农林科技大学. 2003

[7]. 云南诱发霜冻害冰核活性细菌的鉴定[J]. 张世光, 孙福在, 朱红. 云南农业大学学报. 1992

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