松萎蔫病生防细菌的发酵培养条件研究开题报告

 2021-08-09 00:55:36

1. 研究目的与意义

松树萎蔫病(pine wilt disease )是林木最主要病害之一,目前该病害在多个国家均有发生。我国首次发现松树萎蔫病后,该病害不断扩展,所到之处,一片枯黄。对松林造成了严重危害[13]

我国已投入大量人力、物力和财力,对松树萎蔫病进行研究和防治,但目前仍未找到经济有效遏制该病害蔓延的措施。因而其防治方法的探索成为了当前研究的热点和难点。

有关线虫携带细菌并且由细菌产生毒性物质造成对松树的致病力得到越来越多的证实[7]。据此,认为松树萎蔫病是由线虫与细菌共同侵染引起的植物复合侵染病害。

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2. 国内外研究现状分析

松树萎蔫病(pine wilt disease)又名松材线虫[ bursaphelenchus xylophilus ( stainer and buhrer) nickle] 病是松树上的一种毁灭性病害, 主要由松墨天牛(monochamus alternatus hope)携带在林间传播。该病可危害多种松树,造成松树枯死,其中以赤松(pinus densiflore)、黑松(p.thunbergii)、琉球松(p.luchuensis)和马尾松(p.massoniana)受害最重(朱克恭,1995)。目前该病害在日本、中国、韩国、美国、加拿大、葡萄牙、法国、意大利、尼日尼亚、南非等国均有分布(许志刚,1999)。该病在美洲、欧洲和非洲引起的危害并不严重,却给亚洲一些国家的林业生产和生态环境造成了严重破坏。该病害在亚洲于1905年在日本长崎县首次被发现(yano,1913),此后受害区域沿日本西南海岸不断扩展,进人70年代后迅速蔓延,几乎席卷了整个日本,使日本的林业生产遭受重大损失。我国于1982年在南京紫金山中山陵园风景区首次发现(程湖瑞等,1983),随后迅速扩散,疫区不断扩大。目前该病害在我国的香港、澳门、台湾、广东、广西、湖北、浙江、江苏、安徽、山东、上海、重庆等省、市、区均有分布(许志刚,1999;王祖明等,2000),并且疫区呈现继续扩大的趋势(潘宏阳,2000),到2000 年底, 我国松树萎蔫病害发生面积已超过7. 3104 hm2, 累计枯死松树近2107 株, 直接经济损失数亿元,已对我国的自然景观、天然林保护和林业生态环境构成了严重威胁.[7]

我国虽然投入了大量人力、物力和财力对松树萎蔫病进行了研究和防治, 但目前仍未找到经济有效的可大面积遏制该病扩散和蔓延的系统配套技术措施。部分地区为了防止疫情的扩散蔓延,不得不采取皆伐(全部砍伐)寄主松树的方法,造成了极大的损失。该病害危害范围目前还在不断扩大,因而其防治方法的探索成为了当前研究的热点和难点。

长期以来人们一直认为松材线虫[bursaphelenchus xylophilus ( stainer and buhrer)nickle] 是松树致死的唯一因素,kiyohara tokushige(1971)在不同林分用人工培养的松材线虫接种14~25年生的黑松和赤松以及其它松树种类,发现黑松、赤松和琉球松最感病,同时认为只有将线虫接种到木质部才会使松树致病。mamiya(1972)也同样用接种的方法证实了松材线虫的致病性。但是实验存在弊端,既没有使用无菌线虫作为实验材料。随着研究的深入,oku 和shiraishi 等( 1979, 1981) 首先提出, 感病松树迅速枯萎的机制可能是由于毒素的参与。并提取到被称之为异常有毒代谢产物(at m) 的低分子量毒素。bolla, winter 和shaheen 等人( 1982, 1984) 也发现了低分子量毒素的存在, 并称之为植物毒素(phytotoxin)。但上述研究中的毒素都是从自然感病和人工接种的病松树针叶或木材中提取得到, 未能明确这些毒素是寄主松树受侵染后被诱发产生的异常代谢产物还是仅为病原线虫的有毒代谢产物, 或是两者皆有。[20]在20世纪80年代后, 微生物在松树萎蔫病致病过程中的作用越来越引起人们的重视,随着研究的深入, 发现毒素在松树萎蔫病的致萎过程中起着重要的作用, 而松材线虫本身是不产生这些致萎毒素的 ,最初okuetal[ 2] 在研究松材线虫病的毒素时曾经怀疑, 毒素是一种与松树萎蔫病有关的假单孢杆菌(pseudomonassp. ) 产生的。tadaetal [ 3] 从松材线虫体上分离到具有毒性的细菌, kusunoki [ 4] 用电子显微镜观察松树萎蔫病感病组织时发现, 受到破坏的树脂道内和薄壁组织细胞间有大量细菌存在。kawazuetal [ 5-6] 、赵博光等[ 9] 、谈家金等[ 10] 、洪英娣等[ 11] 室内试验均已证明了致病细菌在松树萎蔫病致病过程中起着重要作用。池树友等[ 12]首次将无菌松材线虫接种到野外10年生较大的黑松上。野外接种试验证明,无菌松材线虫在没有感染细菌的情况下并不能使松树死亡,只有当松树体内存在致病细菌并被松材线虫携带时,松树才会发病;在只有无菌松材线虫而没有细菌存在的情况下,松树不会发病,证明了细菌在松树萎蔫病致病过程中的主导作用,并且在枯萎过程中线虫与致病细菌起着协同作用, 细菌由线虫携带在松苗内扩散, 共同导致松苗萎蔫。[8]tamura(1983)曾报道用无菌松材线虫接种可使3年生黑松发生枯萎。对这一试验结果,kawaza等(1997,1998)指出,tamura试验所用的黑松苗并不是无菌苗,产生苯乙酸的细菌在树体表面普遍存在,当无菌线虫侵人松苗时重新感染上这些细菌,从而又获得致病性。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容

发酵培养基的优化与发酵条件的优化

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4. 研究创新点

利用松材线虫体表细菌的演替来防治松树萎蔫病是一个全新的概念,也是一项全新的实践。运用松材线虫体表微生物生态的改变来控制松树萎蔫病的发生比起其他防治方法有不存在不彻底性和滞后性,不会使线虫产生抗药性而失去效果等优点。研究利用对此种新型生防菌的优化培养,对其能够运用于工业生产之中,并最终制成生物农业销售,实现规模化和商品化发展具有重要的意义。同时,如果这一项目可以得到真正的实施,对从根本上解决松材线虫相关问题起非常关键作用,将能够从根本上解决松树萎蔫病的防治问题,不但对我国林业、对世界林业也是一个非常大的贡献。

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