1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
枯草芽胞杆菌(bacillus subtilis)是一类广泛分布的可形成芽孢的革兰氏阳性细菌,可以定殖在植物体表及内部,通过合成抗菌化合物,与有害微生物竞争,激活植物防御反应,提供植物可利用的营养等机制发挥生防功能,促进植物生长,在植物病害生物防治中广泛应用。此外枯草芽胞杆菌还可产生纤维素酶、淀粉酶、脂肪酶等多种有用代谢产物,其芽孢具有极强抗逆性、可抵抗高温、干旱、紫外线和有机溶剂等多种不良环境,是生防菌剂和其他微生物制剂的重要添加菌株[1]。
大麦是我国种植史非常悠久的谷物品种之一,在啤酒酿造、牲畜养殖、藏区人民主食 等方面具有重要地位。1961年以来我国大麦收获面积曾达到519.13万hm2,但近年 来 却呈现不断减少趋势,2010年降为仅65.0万hm2,大麦成为近年进口量仅次于大豆的粮食品种。近年来饲料大麦需求增势迅猛。随着保护生态环境和生产安全食品的呼声日益强烈,大麦的生产也相应提出了 “生态、优质、特色、安全” 的要求。因此,开发利用替代化学肥料的新肥源,以适应大麦生产可持续发展的需要已是当务之急。植物根际促生菌是指自由生活在土壤或附生于植物根际的一类可促进植物生长、防治病害、增加作物产量的有益菌类。[2]具有固氮、解磷、释钾、产生植物激素和分泌抗生素等能力。接种植物根际促生菌,可使土壤中无效营养有效化,预防和控制农作物病害,减少农药和化肥的使用,是解决土壤、水源污染的根本途径,被普遍认为是一种环境友好、经济有效提高作物产量的方法。
[1]王志远,吴兴兴,何月秋,等 . 解淀粉芽孢杆菌b9601-y2抗性基因标记及其在作物根部的定殖能力[j] . 华中农业大学学报,2012,31(3):313-319
2. 研究的基本内容和问题
大麦是一个“产量高、营养丰富、易栽培”的作物,大麦有着较高的饲用价值,是家畜、家禽的优秀饲料。根据相关研究表明,fzb42,sqrp与qt713三株菌株在植物的根际存在时对于植物的生长有相应的促进作用,本研究以对以上三株菌株与大麦种子进行搅拌混合和做包衣处理作对比参照,分析不同大麦种子处理方式对大麦的种子发芽率、苗高、根长等形态指标带来的影响,并观察检测相应菌株在大麦根际的定殖情况。
21世纪以来随着国家大麦青稞产业技术体系等项目的实施, 以及啤酒年产量连续 10 年占居世界第一,大麦食品加工产业迅速发展,大麦饲料应用逐年增加,对新品种的要求进一步提高,主要的目标性状包括优质、高产、多抗、专用和广适性,一系列政策的出台旨在选育出更多、更好的啤酒、饲料和加工专用优质高产大麦新品种。
随着现代分子生物学的发展,大麦育种技术发展很快,在大麦育种历史上起过重要作用的系统选育与直接引种已经逐渐退出,常规杂交技术、组织培养技术、分子育种技术等多种育种技术均在大麦育种实践中得到应用。常规杂交技术还是目前我国大麦育种中应用最广泛的方法。[3]分子标记辅助选择技术,转基因育种技术应用于大麦遗传育种在我国尚处于起步阶段,目前仍主要应用于标记定位和实验验证的阶段。本研究旨在丰富益生菌对于大麦生长的促生效果的探究,为大麦品种的选育提供更为丰富的可参考依据。
3. 研究的方法与方案
1.将枯草芽孢杆菌fzb42,sqrp,qt713三株菌株用绿色荧光蛋白(gfp)进行标记.[4]
2.将三株菌株的营养体在生孢培养基培养至芽孢状态,离心处理后分装保存备用.为fzb42,sqrp,qt713三种不同的枯草杆菌配置产孢培养基;将三株菌株分别接种到配置好的成孢培养基内,摇床内恒温培养48h后取出,采用热水浴的方式,将培养基内部残存的三株菌株营养体做杀灭处理,使得培养基内理想状态下存在的为三株菌株的芽孢体;将三株菌株进行离心与浓缩处理,每瓶50ml分装到到25支锥形瓶内封好备用。
3.将分离收集好的芽孢与待用的大麦种子进行搅拌混合以及包衣体制作进行不同处理,从而形成种子—芽孢混合体.[5]
4. 研究创新点
近年来,以植物根际促生菌制成的微生物菌剂在辣椒、番茄、黄瓜等蔬菜和水稻、豆类、棉花等粮食作物中得到了广泛应用,在大麦生产上的应用也有报道。然而,使用成本较高、使用方法不够完善、使用效果不稳定等一直是制约微生物菌剂在大麦生产上大面积推广应用的主要因素。本研究从大麦的育苗着手,选用已在国外成熟应用的微生物菌剂产品 ( 主要功能菌为解淀粉芽孢杆菌 FZB42,SQRP,QT713) 作为研究对象,对大麦种子施用FZB42等三株菌株对大麦生长发育以及产量、质量的影响进行比较研究,旨在为大麦的生产探索出一种经济、绿色、应用效果稳定的微生物菌剂产品,为微生物菌剂在大麦生产上大面积推广应用奠定基础。
5. 研究计划与进展
1.将枯草芽孢杆菌fzb42,sqrp,qt713三株菌株在南京农业大学生命科学学院c7018实验室用绿色荧光蛋白(gfp)进行标记 2019年3月15日前
2.将三株菌株的营养体在生孢培养基内培养至芽孢状态,离心浓缩处理后分装保存备用。2019年3月26日前
3.前往上海市农业科学研究院,将分离收集好的芽孢与待用的大麦种子进行搅拌混合以及包衣体制作的不同处理,从而形成种子—芽孢混合体。 2019年4月1日前
