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稻田微生物除草剂孢子生产和制剂加工技术的研究

作　者: 耿锐梅
导　师: 余柳青
学　校: 中国农业科学院
专　业: 农业微生物学
关键词: 禾长蠕孢制剂侵染过程杂草生物防治
分类号: S482.4
类　型: 博士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

稗草[Echinochloacrus-galli(L.)Beauv.]是世界性恶性杂草之一,可造成水稻的严重减产。研究发现,植物病原真菌禾长蠕孢[HelminthosporiumgramineumRabehnf.sp.echinochloae(HGE)]和麦根腐平脐蠕孢(Bipolarissorokiniana)可用于稗草的生物防治。李氏禾(LeersiahexandraSwartz)为多年生恶性杂草,逐渐侵入农田造成危害。研究发现了植物病原真菌宫部旋孢腔菌(Cochliobolusmiyabeanus)对李氏禾具有防治潜力。本论文完成的主要工作有:1.禾长蠕孢固体发酵产孢及孢子防治稗草的生物活性温室测定禾长蠕孢孢子可通过在廉价的大豆混合固体基质上大规模发酵获得。温室条件下,禾长蠕孢孢子对稗草具有良好的致病性、致死性及减少稗草植株干重的效果。2.与禾长蠕孢相容性好的助剂的筛选不同的助剂在不同的浓度处理下对禾长蠕孢孢子萌发和菌丝生长影响不同。Tween20,Tween60,Tween80和蔗糖促进禾长蠕孢孢子萌发和菌丝生长。大豆油促进孢子萌发及菌丝生长。因此,Tween20,Tween60,Tween80,蔗糖和大豆油可作为禾长蠕孢制剂的助剂成分。3.禾长蠕孢孢子悬浮剂(SC)对农田杂草的防效2007年田间试验显示了禾长蠕孢孢子悬浮剂对稗草、鸭舌草(Monochoriavaginalis(Burm.f.)Presl.exKunth)和陌上草(Linderniaprocumbens(Krock.)Philcox)等具有优良的防效(>80%)。禾长蠕孢悬浮剂处理对水稻的生长发育没有不良影响,且提高了水稻产量。禾长蠕孢悬浮剂显示出良好的应用前景。4.适宜低剂量与禾长蠕孢悬浮剂配伍使用的化学除草剂的筛选当前使用的6种化学除草对禾长蠕孢的孢子萌发和菌丝生长具有不同程度的影响。化学除草剂250g/LApiroSC和2.5%稻杰OF+10%吡嘧磺隆WP促进禾长蠕孢的孢子萌发及菌丝生长,适宜以低剂量与禾长蠕孢复配或现混现用。5.禾长蠕孢对稗草的侵染过程及对其超微结构的影响利用扫描电镜及透射电镜,系统观察了禾长蠕孢对稗草的侵染过程及对其细胞超微结构的影响。禾长蠕孢从稗草叶片的气孔、细胞间隙和伤口侵入叶片组织,同时产生侵染垫直接侵入叶片组织,导致细胞膜、细胞核及叶绿体的损伤,抑制杂草生长。6.麦根腐平脐蠕孢及薏苡平脐蠕孢防治稗草的生物活性和对主要作物的安全性对分离自云南昆明感病稗草上的病原真菌麦根腐平脐蠕孢及薏苡平脐蠕孢开展了防治稗草潜力的评价。结果显示,稗草病原真菌麦根腐平脐蠕孢及薏苡平脐蠕孢培养5d的发酵液对稗草根长和芽长均有很高的抑制活性,对根长的抑制率分别达到99.6%和95.8%,对芽长的抑制率分别达到91.1%和82.1%。两菌株对稗草离体叶片的致病性,在处理5d后感病百分率均达到100%。处理7d后出现稗草植株叶片萎蔫、脱落及植株死亡,处理21d后稗草植株死亡率分别达到82.7%和80.0%。两菌株对水稻、玉米、黄瓜及番茄等主要农作物安全,而麦根腐平脐蠕孢对作物的安全性明显高于薏苡平脐蠕孢。因此,麦根腐平脐蠕孢具有更大的开发应用潜力。7.稻平脐蠕孢和宫部旋孢腔菌的分离、鉴定及其杀草活性和对作物的安全性为了筛选获得可用于防治李氏禾的病原菌菌株,采用孢子形态观察和ITS1-5.8S-ITS2序列分析法对分离自云南西双版纳稻田感病李氏禾植株上的两株病原真菌进行了菌株鉴定,采用离体叶片生测法评价其除草活性,采用盆栽生测法评价其对主要作物的安全性。结果表明,两株病原真菌分别鉴定为稻平脐蠕孢和宫部旋孢腔菌。两菌株发酵液对李氏禾的最高感病百分率分别为88.9%和90.7%;两菌株发酵液配制的菌悬液对李氏禾的最高感病百分率为75.9%和100%。两菌株对水稻、玉米、黄瓜及番茄等主要农作物安全。宫部旋孢腔菌对李氏禾的致病作用明显高于稻平脐蠕孢。因此,宫部旋孢腔菌具有进一步研究和开发的潜力。在上述研究结果中,禾长蠕孢对稗草的侵染途径研究结果和多株新菌种的发现均具有新颖性。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-14
第一章绪论  14-28
  1.1 微生物除草剂的国内外研究进展  14-26
    1.1.1 微生物除草剂菌种的筛选及应用现状  14-17
    1.1.2 微生物除草剂菌种改良  17-19
    1.1.3 微生物除草剂活性成分生产工艺及条件控制  19-21
    1.1.4 微生物除草剂的制剂研究及其应用  21-23
    1.1.5 扩大微生物除草剂杀草谱的研究  23-24
    1.1.6 微生物除草剂作用机理  24-25
    1.1.7 微生物除草剂的生物安全性评价  25-26
  1.2 研究基础  26
  1.3 本研究的主要内容及目的意义  26-28
    1.3.1 研究内容  26
    1.3.2 研究目的意义  26-28
第二章禾长蠕孢固体发酵产孢及孢子活性温室测定  28-43
  2.1 不同有机碳水化合物和含氮化合物对禾长蠕孢菌丝生长及产孢量的影响  28-32
    2.1.1 材料与方法  28-29
    2.1.2 结果与分析  29-32
    2.1.3 小结  32
  2.2 维生素、氨基酸及不同大豆粉含量对禾长蠕孢菌丝生长及产孢量的影响  32-35
    2.2.1 材料与方法  32-33
    2.2.2 结果与分析  33-35
  2.3 禾长蠕孢固体发酵接种方式及基质含水量的确定  35-38
    2.3.1 材料与方法  35-36
    2.3.2 结果与分析  36-38
    2.3.3 小结  38
  2.4 禾长蠕孢固体发酵产孢  38-40
    2.4.1 材料与方法  38-39
    2.4.2 结果与分析  39-40
    2.4.3 小结  40
  2.5 禾长蠕孢固体发酵产生的孢子活性比较  40-41
    2.5.1 材料与方法  40-41
    2.5.2 结果与分析  41
    2.5.3 小结  41
  2.6 讨论  41-43
第三章禾长蠕孢悬浮剂研究及其对农田杂草的防效  43-60
  3.1 助剂对禾长蠕孢孢子萌发和菌丝生长的影响  43-49
    3.1.1 材料与方法  43-44
    3.1.2 结果与分析  44-47
    3.1.3 讨论  47-49
  3.2 田间条件下禾长蠕孢孢子悬浮剂对农田杂草的除草活性  49-52
    3.2.1 材料与方法  49
    3.2.2 结果与分析  49-51
    3.2.3 讨论  51-52
  3.3 除草剂对禾长蠕孢孢子萌发和菌丝生长的影响  52-60
    3.3.1 材料与方法  52-53
    3.3.2 结果与分析  53-59
    3.3.3 讨论  59-60
第四章禾长蠕孢侵染途径的研究  60-68
  4.1 材料与方法  60-61
  4.2 结果与分析  61-66
  4.3 讨论  66-68
第五章除草微生物新菌株的分子鉴定及生物活性评价  68-84
  5.1 麦根腐平脐蠕孢及薏苡平脐蠕孢防治稻田稗草的生物活性和安全性研究  68-77
    5.1.1 材料与方法  68-70
    5.1.2 结果与分析  70-76
    5.1.3 讨论  76-77
  5.2 两株李氏禾致病菌的分子鉴定、致病性及其对作物的安全性研究  77-84
    5.2.1 材料与方法  77-78
    5.2.2 结果与分析  78-82
    5.2.3 讨论  82-84
第六章总论  84-86
参考文献  86-99
致谢  99-100
作者简历  100

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