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温度对噬菌体抑制青枯菌的影响【字数:9379】

2024-02-25 15:12编辑: www.jxszl.com景先生毕设
由青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的细菌性枯萎病是茄科作物中最具破坏性的土传病害之一,Ralstonia solanacearum是一种革兰氏阴性菌,易于传播,能在植物种植系统中存活多年。本研究以课题组所在实验室前期分离获得的青枯菌及青枯菌专性裂解噬菌体作为试验材料,初步探究不同温度下噬菌体对青枯菌的抑制效果,从温度对青枯菌浓度随转接次数的变化、进化后青枯菌数量及形态的变化、青枯菌生长能力及抗性的变化结合盆栽试验进一步表征致病性变化。所获结果表明,高温培养条件(35℃)下青枯菌的菌体浓度更高,青枯菌更容易保留致病性,噬菌体对青枯菌的抑制效果较弱,而低温培养条件(25℃)下噬菌体对青枯菌的抑制效果更为明显。结果为更好地推广青枯病噬菌体疗法提供了理论依据。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言(或绪论)3
1材料与方法4
1.1试验材料 4
1.2试验方法 5
1.2.1噬菌体青枯菌实验室长期共进化5
1.2.2青枯菌分离与保存5
1.2.3进化后青枯菌生存能力的测定5
1.2.4进化后青枯菌对原始噬菌体抗性的测定5
1.2.5进化后青枯菌的致病性6
1.3统计与分析 6
2结果与分析6
2.1青枯菌浓度随转接次数的浓度变化6
2.2温度和噬菌体对青枯菌菌落形态的影响7
2.3进化后青枯菌生长能力8
2.4进化后青枯菌对原始噬菌体的抗性9
2.5进化后青枯菌的致病能力11
3讨论 12
4结论 13
致谢13
参考文献14
温度对噬菌体抑制青枯菌的影响
引言
由青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的细菌性枯萎病是一种世界性的重大植物病害[],这类革兰氏阴性菌是一种能在植物种植系统中存活多年,危害极其严重、分布特别广泛的土传细菌,很容易通过土壤、受污染的灌溉水、表面水、农场设备和受感染的生物材料进 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: @351916072
行传播。这类细菌性病害之所以能广泛传播,主要是因为缺乏有效的杀菌剂,同时这类青枯菌具有高病原体变异性,而且在合适的条件下繁殖速度很快,以及它的高突变率导致农药抗性。青枯菌在具破坏性的前十名植物病原菌中排名第二,该病原体具有广泛的毒力和致病因子[]。Gillings等为了反映青枯菌种内基因型和表型的多样性,提出了青枯菌复合种的观点[]。鉴于传统的抗病品种、化学防治、合理轮作等措施已无法有效控制该病的发生,研究人员尝试使用非致病菌株[47]、腐生菌、植物促生菌等进行生物防治[89]。由于病原体的宿主范围广,病原菌株之间的高度可变性以及土壤中病原体长期存在,虽然这些生防措施在一定程度上能够减轻该病引起的损失,但仍无法从根本上有效控制该病的发生[10]。
用于防治和治疗细菌性病害的噬菌体已经经过了一段长时间的发展,同时抗生素的普遍使用已经导致出现耐药性或抗药性细菌,作为传统药物疗法的替代,噬菌体疗法重新受到关注。
噬菌体在植物疾病控制中有几个潜在的优势:(1)噬菌体是自我复制和自我限制的。它们仅在宿主细菌存在的情况下复制,但在不存在时会迅速降解[11];(2)噬菌体是生物圈的组成的一部分。噬菌体易于分离,从细菌常存在的地方就可以分离出目标噬菌体,包括土壤、水、植物、动物和人体[11];(3)特异性强。只针对目标病原菌群,是能够靶向细菌病原体的潜在生物控制剂,不会对要保护的作物或周围环境中其他微生物产生影响,具有较好的生态安全性[12],裂解性噬菌体对控制细菌性疾病是有效且安全的。因此,它们的使用还可以与拮抗细菌的应用相结合,增加对病原体的压力[13];(4)细菌难以产生对噬菌体的抗性。Carlton指出细菌对抗生素产生的抗性突变率为106,而对噬菌体的抗性突变率为107,抗生素和噬菌体联合用药的突变率为1013,且噬菌体会产生适当的变异以适应宿主菌的变异[14];(5)研制开发的周期短,成本低。可以在4℃下保存数月,效价也无显著降低[15]。(6)噬菌体制剂用量少,治疗效果明显。噬菌体在宿主细菌细胞内以复制方式增殖,在每次复制周期中,所需复制时间短但复制数量大,每个裂解周期都会产生大量的子代噬菌体,因此噬菌体制剂在治疗中用量少,且具有放大效应[16]。Tanaka等利用从青枯病菌筛选到的2个噬菌体菌株,对烟草青枯病进行治疗,能有效降低烟草青枯病的发病率,发病率可以从95.8%下降为39.5% 和17.6%[17]。由此可以看出,在番茄青枯病的防治中,噬菌体的使用对番茄青枯病的防治具有很明显的效果,同时利用噬菌体防治青枯病具有巨大的潜力。
已有的研究表明,与植物病害流行率密切相关的环境条件是温度和湿度,温度和湿度影响病原菌和寄主植物,引起植物病害的发生[18]。环境中的湿度、温度等也会影响噬菌体对青枯菌的抑制作用,温度能改变噬菌体生活史[19]、影响噬菌体的裂解效率和吸附效率[20]。其次,高温会使细菌致病基因的表达上调[21],还会选择有更高竞争能力的细菌[22]。而当细菌权衡噬菌体抗性和自身毒性时,噬菌体会选择出毒性较低的病原菌[23]。那么究竟是温度的选择作用强还是噬菌体的选择作用强呢?Friman等人发现噬菌体可以限制高温对细菌毒性的增加[24]。关于温度对噬菌体与细菌拮抗共进化的影响,Quance等发现E.coli竞争适应性的减少很大程度上取决于温度,而且噬菌体抗性成本会随着温度逐渐增加[25]。Zhang等发现,当噬菌体的适温范围小于宿主细菌时,那么随着温度的增加,噬菌体和宿主菌拮抗共进化会加速噬菌体的灭绝[26]。苏靖芳等从烟草中分离出的一株青枯雷尔氏菌噬菌体,探究何种温度下最利于噬菌体的生存及保持较强的活性[27]。尽管噬菌体具有巨大的多样性,目前有关温度对感染青枯菌的各种噬菌体与青枯菌之间互作的研究较为鲜见。温度如何影响噬菌体与青枯菌的相互作用尚不清楚。本研究以番茄青枯菌为宿主,在同一资源水平下初步探究了温度对噬菌体抑制青枯菌效果。旨在为有效防治番茄青枯病提供理论依据。

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