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正文內(nèi)容

農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)成果研究報告(編輯修改稿)

2024-12-01 07:15 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)酵技術(shù),生產(chǎn)復(fù)合微生物制劑 生物肥藥。建立以利用農(nóng)業(yè)防治、生物肥藥等綜合防控技術(shù)及枯萎病綜合治理標準操作規(guī)程。建立了以利用農(nóng)業(yè)防治、生物 10 肥藥等綜合防控技術(shù)進行茄科與瓜類蔬菜主要土傳病害的生物防治,累計推廣 20 多萬畝次,對不同茄科與瓜類蔬菜主要土傳病害防效達 7590%,累計增收 8000 萬元。鑒定專家組一致認為,本項目總體上達到國際領(lǐng)先水平。 4)獲農(nóng)藥登記證 5 項,獲得研究成果 4 項,申請國家專利 15 項,其中授權(quán) 9 項,出版著作 2 本,發(fā)表論文 112 篇,完成研究報告 500 多篇,培 養(yǎng)博士 2 名,研究生 20 名。 11 4.創(chuàng)新點及創(chuàng)新程度: ( 1)青枯生防菌 ANTI8098A 的篩選和培養(yǎng) 采用目標病原菌多重菌株平行測定法從我省福州、莆田、三明、龍巖、寧德、南平、廈門、漳州、泉洲茄科作物根系土壤中分離的微生物菌種中,篩選出 對 青枯生防菌 ANTI8098 菌株( Bacillus cereus ANTI8098),對青枯病原菌有良好的抑制作用,經(jīng)德國微生物菌種保存定名為 ANTI8098A,并進行了該菌的微生物學(xué)研究和培養(yǎng)基配方的篩選,使發(fā)酵水平達到每毫升 40 億芽孢以上,為工業(yè)化生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。 ( 2)青枯生防菌致弱機理的提出 抑菌機理可以分為:拮抗、抗生、誘導(dǎo)、競爭等幾種,本研究首次發(fā)現(xiàn)了青枯病生防菌的致弱現(xiàn)象,即生防菌 ANTI8098A 使用后,使得青枯菌的強致病力菌株轉(zhuǎn)化為無致病力菌株,使青枯病的發(fā)生受到抑制。并通過病理學(xué)、微生態(tài)學(xué)、分子生物學(xué)等方法,對生防菌的致弱機理進行了研究,提出了 PCR 電泳、紫外分光、液相色譜、異源吸附蛋白、 TTC 培養(yǎng)基測定、寄主植物回接、增長率測定 等一套致弱作用的檢測方法。本研究提出一種科學(xué)假說,抑菌機理的致弱原理,即由微生物產(chǎn)生的中間產(chǎn)物的作用,使強致病力菌株的菌株轉(zhuǎn)化為無致病力菌株的菌株,使無致病力菌株發(fā)展成為微生物環(huán)境的優(yōu)勢菌體,達到抑制病害的作用。經(jīng)國內(nèi)外文獻檢索未見生防菌對青枯病原菌致弱作用的報道,致弱原理的提出,補充了抑菌機理,建立了新的抑菌機理的原理和方法,為青枯病生物防治機理的研究提供了新思路。同時對于病害弱株系的應(yīng)用,可能找到了一條新途徑。 ( 3)青枯生防菌 ANTI8098A 抑菌物質(zhì)的分離 通過對生防菌 ANTI8098A 發(fā)酵液進行離心、蛋白質(zhì)分析、分子篩分離,耐熱反應(yīng),發(fā)現(xiàn)生防菌 ANTI8098A 的抑菌物質(zhì)是一種非蛋白質(zhì)的耐熱毒素,不同分子量的 ANTI8098的發(fā)酵產(chǎn)物對青枯病原菌有不同的抑制作用。生防菌在小分子量范圍( 1000 道爾頓)聚集了多糖類耐熱抗菌物質(zhì),在大分子量范圍( 20200 道爾頓)聚集了蛋白質(zhì)類的抗菌物質(zhì)的增效因子。 ( 4)青枯生防菌 ANTI8098A 的發(fā)酵技術(shù) 生防菌 ANTI8098A 生產(chǎn)是利用生物反應(yīng)器進行發(fā)酵。最初的細菌發(fā)酵的靠人工控制,進而使用儀表控制,發(fā)展到用計算機控制。本研究提出了 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控生物反應(yīng)器的研究,并自行設(shè)計了生物反應(yīng)器計算機控制軟件和硬件,網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件,實現(xiàn)了生物反應(yīng)器的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)遠程控技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控生物反應(yīng)器實體模型由生物反應(yīng)器、傳感器和執(zhí)行機構(gòu)、計算機控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控技術(shù)組成。整個系統(tǒng)將現(xiàn)場發(fā)酵的條件和圖象上網(wǎng),實現(xiàn)生物反應(yīng)器運行過程的遠程網(wǎng)絡(luò)控制。經(jīng)國內(nèi)外文獻檢索未見網(wǎng)絡(luò)遠程實時監(jiān)控技術(shù)在青枯菌生防菌發(fā)酵過程應(yīng)用的報道。本研究對生防菌 ANTI8098A 發(fā)酵過程培養(yǎng)基上罐實消的參數(shù)變化進行了研究,提出一套實消過程的參數(shù)模型,為網(wǎng)絡(luò)控制生物反應(yīng)器的設(shè)計提供模擬參數(shù)。 12 ( 5)青枯生防菌 ANTI8098 的制劑技術(shù) 在研制防治青枯病的微生物農(nóng)藥時,存在的主要問題是微生物農(nóng)藥中菌的保存和使用時菌在土壤中的定殖問題。作為生物農(nóng)藥,要求菌的保存期應(yīng)達 24 個月以上,制劑中的菌存活力的控制十分關(guān)鍵。由于土壤本身具有天然的生物緩沖作用,青枯生防菌施用于土壤時,菌體大量死亡或菌量迅速減少,土壤微生物菌系的競爭無法定殖,這是生防菌防治效果不穩(wěn)定的重要原因之一。為了提高生防菌在制劑中的存活率,減緩在土壤中的死亡率,提高在土壤中定殖水平,本試驗對生防菌 ANTI8098A 的存活基質(zhì)進行 了研究,篩選所得的存活基質(zhì)( Survival Material),提高了生防菌在基質(zhì)保存中的存活率,延緩了其在土壤中的衰亡時間,將篩選出的優(yōu)良基質(zhì)通過混合、干燥、制粒、包裝,即成為生物殺菌劑(商品名:安地 ANIT),多年的試驗表明茄科青枯病具有良好的防效。 ( 6)青枯生防菌劑 ANTI8098A 的生物測定技術(shù) 青枯菌的生物防治,受到環(huán)境因素影響很大,如溫濕的影響作用可以超過生防菌本身的防治效果,如果沒有一致的無病蟲苗、穩(wěn)定的溫濕度控制、良好的光照條件,生防菌的生物測定是難以進行。本研究設(shè)計的水層隔熱 式控濕網(wǎng)室由鋁合金結(jié)構(gòu)、頂部水槽、防蟲網(wǎng)、控濕系統(tǒng)、雙層隔離門組成,為寄主植物苗的培育提供良好的光照、通風(fēng)、隔熱、濕度、嚴格的害蟲隔離條件,解決用于生防菌生物測定的無病蟲植物苗的培育。光波溫室由控溫系統(tǒng)、控濕系統(tǒng)、滴灌系統(tǒng)、光波調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成,為生防菌生物測定過程提供標準穩(wěn)定的植物正常生長的環(huán)境,提高生物測定的精 度。視頻監(jiān)視人工氣候箱由箱體,光照系統(tǒng)、溫度系統(tǒng)、濕度系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成,為進行溫度對生防菌防治青枯病的影響提供條件。同時實現(xiàn)遠程監(jiān)視和自動記錄。三個設(shè)備的設(shè)計,為生防菌生物測定提供穩(wěn)定的環(huán)境條件,提高生物測定的精確度。 ( 7)青枯生防菌劑 ANTI8098A 的毒性 項目組已完成了生防菌劑 ANTI8098A(安地)農(nóng)業(yè)部規(guī)定毒性檢測,包括 1)大鼠急性經(jīng)口毒性試驗, 2)大鼠急性經(jīng)皮毒性試驗, 3)大鼠急性吸入毒性試驗, 4)家兔急性皮膚刺激試驗, 5)家兔眼刺激試驗, 6)豚鼠皮膚變態(tài)反應(yīng)(致敏)試驗。 檢測結(jié)果表明,生防菌劑 ANTI8098A(安地)屬微毒性農(nóng)藥,對皮膚和眼無任何刺激作用。 ( 8)采用營養(yǎng)親和群、脂肪酸等方法系統(tǒng)分析了不同茄科與瓜類寄主來源的尖孢鐮刀菌種下分化特征,建立了尖孢鐮刀菌寄主專化型脂肪酸判別模型 通過 茄科與瓜類蔬菜 枯萎病害調(diào)查,首次分析了枯萎病的空間蔓延規(guī)律,并利用常規(guī)診斷及分子診斷相結(jié)合方法進行了病原菌的復(fù)合侵染研究。首次采用營養(yǎng)親和群和脂肪酸等方法系統(tǒng)分析了不同茄科與瓜類寄主來源的尖孢鐮刀菌種下分化特征,首次建立了尖孢鐮刀菌寄主?;椭舅崤袆e模型。 ( 9)尖孢鐮刀菌無毒基 因的克隆及測序 對來源于黃瓜、甜瓜、西瓜、辣椒、茄子、花生、和豇豆等寄主的 90 個尖孢鐮刀菌菌株,利用引物 ORF1/ORF2 進行 PCR 擴增目的基因 SIX1 的片段,經(jīng)測序及 BLAST 比 13 對共獲得 30 條有效序列。采用番茄鐮刀枯萎病菌 SIX1 無毒基因引物 P12F2/P12R1PCR擴增序列,通過克隆測序,驗證了菌株 FJAT9290 攜帶無毒基因( GenBank 登錄號AJ608702),該基因為目前國內(nèi)第一個從尖孢鐮刀菌上獲得的無毒基因。 ( 10)篩選了多株茄科與瓜類枯萎病生防菌,包括短短芽胞桿菌、枯草芽胞桿菌、哈 茨木霉、凝結(jié)芽胞桿菌,研究其微生物學(xué)特性及其(復(fù)合)微生物發(fā)酵技術(shù),生產(chǎn)復(fù)合微生物制劑 生物肥藥 篩選出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的、生防效果穩(wěn)定的枯萎病生防細菌芽胞桿菌(短短芽胞桿菌、枯草芽胞桿菌和凝結(jié)芽胞桿菌)和生防真菌哈茨木霉菌,研究其微生物學(xué)特性及其(復(fù)合)微生物發(fā)酵技術(shù),生產(chǎn)復(fù)合微生物制劑 生物肥藥。申報專利 8 項,其中授權(quán) 4 項,獲得農(nóng)藥登記證 2 項。 ( 11)將淡紫擬青霉應(yīng)用于甘薯莖線蟲的防治,建立了高毒力培養(yǎng)數(shù)學(xué)模型 對淡紫擬青霉的研究主要用于控制根結(jié)線蟲和胞囊線蟲。本項目篩選出對多種作物根結(jié)線蟲( Meloidogyne spp)高防效的淡紫擬青霉 NHPL2020 菌株,首次發(fā)現(xiàn)了該菌株對甘薯莖線蟲( Ditylenchus destrutor)具有很高的毒殺效應(yīng),明確了培養(yǎng)基營養(yǎng)、培養(yǎng)溫度、 pH 和通氣量對淡紫擬青霉 NHPL2020 殺線毒力的影響,建立了高毒力淡紫擬青霉NHPL2020 培養(yǎng)數(shù)學(xué)模型。田間試驗效果表明,淡紫擬青霉 NHPL2020 菌劑防治甘薯莖線蟲效果顯著,持效期長,與常規(guī)化學(xué)農(nóng)藥比較,價格低,效果好,無藥害,無殘留,有良好的經(jīng)濟、生態(tài)、社會效益。 ( 12)明確淡紫擬青霉 NHPL2020 的殺線機理,對其幾丁質(zhì)酶基因進行了克隆 已有研究證明淡紫擬青霉分泌的幾丁質(zhì)酶對根結(jié)線蟲的卵有活性,但該菌的幾丁質(zhì)酶基因未見報道。本項目深入地研究了淡紫擬青霉 NHPL2020 的殺線機理,明確了菌株分泌幾丁質(zhì)酶是作物線蟲毒殺活性因子,首次克隆了淡紫擬青霉 NHPL2020 的幾丁質(zhì)酶基因,命名為 PLChi1,通過轉(zhuǎn)錄表達證實該基因功能是消解作物線蟲體表和卵殼的幾丁質(zhì)層主要因子。 ( 13)明確淡紫擬青霉 NHPL2020 對枯萎病菌的抑菌機理,獲得了其活性成分 國內(nèi)外已有淡紫擬青霉抑制枯萎病的報道,但未 確定其抑菌成分。本項目證實淡紫擬青霉 NHPL2020 對枯萎病病原菌 尖孢鐮刀菌有著強烈的抑菌作用,明確了其抑菌機理是菌株產(chǎn)生 β葡萄糖苷酶消解病原菌細胞壁,產(chǎn)生多糖抑制尖孢鐮刀菌的生長繁殖。首次完成了淡紫擬青霉 NHPL2020 多糖分子結(jié)構(gòu)的分析,證實了該菌株多糖為單鏈無分支的 β(13)D葡聚糖。優(yōu)化了淡紫擬青霉 NHPL2020 產(chǎn)生 β葡萄糖苷酶和多糖的培養(yǎng)條件,提高了該菌株對尖孢鐮刀菌的抑菌能力。 ( 14)證實了淡紫擬青霉 NHPL2020 對有機磷農(nóng)藥的降解效應(yīng),明確其降解機制 現(xiàn)有研 究發(fā)現(xiàn)淡紫擬毒霉能促進難溶磷酸鹽的溶解,同類研究還表明,擬青霉還能促進許多化學(xué)聚合物(如農(nóng)藥,制革廢水等)的分解。本項目首次發(fā)現(xiàn)淡紫擬青霉NHPL2020 對辛硫磷農(nóng)藥有顯著的降解效應(yīng),在防治作物線蟲和枯萎病的同時可以降解 14 農(nóng)藥殘留,明確其機制包括兩個方面:一是淡紫擬青霉菌體釋放的降解酶對有機磷的分解;二是淡紫擬青霉菌絲球?qū)τ袡C磷的吸附作用,并優(yōu)化了淡紫擬青霉最佳有機磷降解效能的發(fā)酵條件。 ( 15)創(chuàng)新生產(chǎn)工藝,研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的淡紫擬青霉制劑 本項目突破了真菌深層發(fā)酵的技術(shù)難點,設(shè)計出 “一步發(fā)酵法 ”, 優(yōu)化培養(yǎng)基、發(fā)酵條件以及流加技術(shù),創(chuàng)新菌體包被工藝,建立了生產(chǎn)技術(shù)操作規(guī)程和質(zhì)量標準,申請國家發(fā)明專利 2 項,研發(fā)出淡紫擬青霉母藥,獲得農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥登記證號 PD20206840,成為全國為數(shù)不多的淡紫擬青霉母藥生產(chǎn)單位,并以該菌劑母粉為基礎(chǔ),開發(fā)出含 2 億活孢子 /克淡紫擬青霉粉劑,獲得農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥登記證
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