首页 关于乐虎娱乐国际城 行业动态 蚯蚓知识 产品展示 招商加盟 合作伙伴 客户留言 联系我们
 
产品分类 product
联系我们

如果您有任何问题和建议请 及时与我们取得联系...

人才招聘

欢迎您加入我们的团队...

    蚯蚓知识 当前位置:首页 > 蚯蚓知识
蚯蚓分泌液体解开月季病害难题
【 日期:2014-12-5 | 浏览次数:1544 】

                         

                                  北京市第101中学高三年级闫钇岑

  指导教师:马丽霞

  月季灰霉菌病是一种世界性的严重病害,影响月季的生长和品质,月季灰霉病的防治目前多采用化学方法,但该方法易使灰霉菌产生抗药性并导致环境污染。101中学的闫钇岑在老师指导下尝试用生物防治的方法来解决这一问题。从自己饲养蚯蚓开始,到提取蚯蚓洗涤液,再到反复在实验室和生态园里做实验,花了两年多时间,她终于完成了蚯蚓洗涤液对月季灰霉病防治初步机理的研究。

  蚯蚓的真体腔和背孔分泌的大量液体经水洗涤而成的溶液,闫钇岑称它为“蚯蚓洗涤液”。先用实验室平板法(滤纸片扩散法)进行抑菌研究发现,蚯蚓洗涤液对灰霉菌的抑制效果显著;大田实验表明,喷洒蚯蚓洗涤液的月季与未喷洒的对照组相比,生长明显旺盛、茁壮,并且能大幅增产。经文献查实,蚯蚓分泌物中含有多种大分子酶类和小分子抗菌肽等物质,到底是哪种物质具备抗菌性,她用透析的方法将蚯蚓洗涤液进行大分子和小分子物质分离,再分别进行抑菌研究,发现小分子物质是蚯蚓分泌物中抑菌作用的物质基础,而大分子物质抑菌作用不明显。

  在上周末刚刚结束的第十二届“明天小小科学家”奖励活动中,携项目“蚯蚓洗涤液防治月季灰霉病的初步机理研究”参赛的闫钇岑荣获了最高奖,并被授予“明天小小科学家”称号,也是此次北京惟一一位获此殊荣的同学。

  我的追问

  生活环境脏乱

  蚯蚓为啥不病

  我们101中学有美丽的校园,作为一名生物爱好者,校园里的生态园是我常去的地方,那里的一大片月季花艳丽多姿,芬芳浓郁,让人十分喜爱。但我发现,一些植株的叶子衰败枯萎,花也开得很少,像生病了一样萎靡不振,我回去查资料,发现原来这些花染上了“月季灰霉菌病”,这是一种世界性的严重病害,不仅危害月季的生长发育,严重影响月季的品质,还给农业生产和园林绿化造成巨大的损失,此病害在我国各地均有发生。而目前对月季灰霉病的防治普遍采用的是化学方法,但化学防治法易使灰霉菌产生抗药性、农药残留和环境污染等问题,我想能不能用一种新的更加环保有效的方法来防治灰霉菌病呢?

  虽然我是一个女生,但由于对生物感兴趣,从小就喜欢观察小昆虫、小动物,并且爱问为什么,比如蚯蚓生活的地方那么脏,可它为什么不生病呢?肯定有一种东西在保护着它。

  到101中学后,我有了做生物实验的机会,于是我开始研究起蚯蚓身上分泌的液体,并想着应该能用它来做点什么,那就试着让它来防治月季灰霉菌病吧。

  我的实验

  收集“蚯蚓洗涤液”

  到学校生态园实验

  我们学校的生态园为我提供了很好的实验场所,我从栽种月季开始,自己饲养一种叫“赤子爱胜蚓”的蚯蚓作供试品种,还自己培养灰霉病菌用作供试菌种,有了这些基础实验才能进行。

  第一步是制取“蚯蚓洗涤液”,取蚯蚓100克放在40目纱布筛中,置于容器上,用1000亳升的无菌水反复冲洗10次,所收集的液体就是“蚯蚓洗涤液”,再将它放在4℃的环境中冷藏备用。

  开始做蚯蚓洗涤液抑菌性实验了,首先采用滤纸片扩散法来制备真菌培养基平板,将培养的灰霉菌,经显微镜计数后稀释成一定比例,将直径1厘米的滤纸片在这一比例的灰霉菌液中浸泡5分钟,用无菌镊子取出,平铺在平板中心处,每皿4个滤纸片,其中有3个是经过预处理的,事先将它们分别浸泡蚯蚓洗涤液原液、10倍稀释液和百倍稀释液中,另外一个用无菌水浸泡的滤纸片作为对照。分别将这4个滤纸片放置在皿的四周,与中心滤纸片等距1.5厘米,看上去,灰霉菌居真菌培养基平板中心位置,四周分别是4个经不同处理的滤纸片,下一步就是观察平板上的变化了,将其恒温倒置培养,定期观察抑菌圈的形成情况,测量抑菌圈的大小并拍照。

  接下来做蚯蚓洗涤液抑制灰霉菌的大田实验。学校生态园实验田被开辟成4个畦,畦长9米、宽1米,全部种植月季,每畦种植2行,每畦30株。其中3畦为试验组,1畦为对照组。对于3畦试验组分别喷施等量的蚯蚓洗涤液原液、10倍稀释液、百倍稀释液,对照组喷施等量的清水。喷施在生长期进行,从植株长出第一片真叶开始,每3天喷施一次,喷施在早晨8时之前或下午4时之后进行,共喷施21次。

  当月季生长4周后(花期过后),选取试验组和对照组每畦3株,每株从顶部选取第4片叶,各畦10片叶,接种灰霉菌孢子悬液,三天后观察记录感染情况,测定叶片感染病斑的面积,同时注意观察记录花蕾数、花朵数、花朵大小、花瓣多少及花期,观察记录时随机取样,每畦三株,计算出平均值。

  此时,一个问题摆在了我面前,如何测定叶片感染病斑的面积?看上去这是个不规则图形,没有任何公式可以套用,我尝试了一些方法都不好用,一连几天我愁眉不展,苦苦思索解决的办法,突然有一天灵光闪现,办法有了,就用“纸重比测定法”,取来透明的宣纸A4大小称重,并测其面积,后将此纸依次连续四次1/2对折,每次对折都裁开,依次称重,测其面积。以纵坐标为重量,横坐标为面积,作标准曲线,将叶片感染的不规则面积用透明宣纸按其大小描绘下来剪下,称其重量,在标准曲线上找其面积,该面积就是叶片感染的面积。

  我的发现

  不但抑制灰霉菌病 而且富含营养成分

  采用“平板滤纸片扩散法”的结果出来了,我发现,培养24小时后,灰霉菌菌落距对照组边缘有0.4厘米,48小时后距对照组边缘为0.05厘米,72小时后,距离为0,说明无菌水浸泡的滤纸片对灰霉菌没有任何抑制作用,菌落已扩散过去。再看三个实验组,用蚯蚓洗涤液原液浸泡过的滤纸边缘距灰霉菌菌落的距离,从24小时到72小时都保持在0.6厘米以上,相比之下,用十倍稀释液和百倍稀释液浸泡过的滤纸距灰霉菌菌落的距离要更近一些,由此可见,蚯蚓洗涤液原液的抑菌性能最强。

  再看蚯蚓洗涤液抑制灰霉菌的大田实验结果,当幼苗期叶片接种灰霉菌孢子悬液后,试验组和对照组连续5天分别喷洒蚯蚓洗液和清水,对照组灰霉菌感染面积达到171.87平方厘米,而试验组叶片无一感染,其抑制率为100%。对花蕾期和开花期的月季喷洒蚯蚓洗涤液,对照组喷洒清水后,植株长势明显不同,前者生长旺盛、茁壮,后者生长较弱。植株的花蕾数和花朵大小也明显不同,说明蚯蚓洗涤液不但具有抑制灰霉菌病的性能,而且含有丰富的营养成分和多种微量元素,具有促进月季生长的作用。

  抑制月季灰霉病 功在小分子物质

  蚯蚓洗涤液的抑菌性能已被证实了,我查阅文献后得知,蚯蚓分泌物中含有多种大分子酶类和小分子抗菌肽等物质,到底它的抑菌性能由哪种物质提供呢?我决定用透析法将蚯蚓洗涤液进行大分子和小分子物质分离,做进一步的研究。

  透析法实验需要非常细心,我穿着白色的实验服,戴着手套一步步操作,透析袋、碳酸氢钠、酒精瓶、乙酸溶液、夹子,这些实验器材我运用得已很熟练,一直以来我非常喜欢做生物实验,能看着自己的实验一步步出结果,是最期待和兴奋的事了。

  用处理和检漏过的三个透析袋分别装入一定量的蚓洗涤液,再将透析袋置于离子水杯中12到24小时,然后将去离子水杯放入冰盒中,并放置在磁力搅拌器上。之后将去离子水杯置于冷冻机内冷冻抽提,将抽提出的干物质分别加20毫升无菌水予以溶解后待用。

  第二轮实验的过程与第一轮相仿。蚯蚓洗涤液透析抽提后,收集的干物质加20毫升无菌水溶解制得的溶液,是小分子物质溶液,经检测是抗菌肽物质。对该溶液也进行滤纸片扩散法抑菌实验,结果发现抑菌效果非常好,抗菌肽是蚯蚓等多种动物免疫防御系统的一个重要组成部分,其杀菌机理主要是作用于细菌/真菌的细胞膜,破坏其完整性并发生穿孔现象,造成细胞内容物溢出胞外死亡。该结论与资料调研分析是一致的。

  透析后留在透析袋内的液体是大分子物质,用滤纸片法进行72小时抑菌性能检验,结果发现4个滤纸几乎都和中心的灰霉菌丝连在一起,说明它们对灰霉菌都没有表现出明显的抑菌性能,这也表明,留在透析袋内的大分子物质抑菌作用不明显。

  最后我又进行了大分子物质和小分子物质溶液抑制月季灰霉菌的大田实验,也发现只有小分子物质溶液表现出抑制月季灰霉病的功效,而大分子物质溶液抑菌效果不明显。

  我的设想

  制备小分子物质 开发应用抗菌肽

  为了弄清楚蚯蚓洗涤液抑制灰霉菌的机理,我在老师指导下开展了广泛的调研。蚯蚓作为传统中药,是良好的中药材,蚯蚓可以用来治疗人类和动物的多种疾病,研究发现蚯蚓的药用价值与其中含有多种化学成分有关,其中抗菌肽是蚯蚓等多种动物免疫防御系统的一个重要组成部分。迄今为止,已有500多种抗菌肽被分离鉴定可分为4类,这些抗菌肽除了具有广谱的抗菌活性,同时还具有高效的抗真菌和抗病毒、抗肿瘤活性,因此这些抗菌肽类物质在医药和农业上有广阔的应用前景。

  蚯蚓洗涤液经分析检测证明含有相当数量的抗菌肽成分,这就说明了蚯蚓洗涤液能有效抑制灰霉菌的原因,这和我的实验结果是一致的。

  我查阅了相关资料,没有发现蚯蚓洗涤液防治月季灰霉病的同类研究,也没有表明抗菌肽等小分子物质抑制灰霉菌生长的报道。老师说,我这项研究具有明显的创新性,下一步我将对蚯蚓分泌物中的小分子物质进行定性研究,并根据定性结果探讨用微生物发酵法获得小分子物质的可行性,以便于对抗菌肽进行开发应用。

 

版权所有 :乐虎娱乐国际城 陕ICP备08100501号
地址:西安市西咸新区沣东新城王寺街办黄堆潭村西100米 电话:029-89053895 手机:15398099781、15398099782 传真:029-89053895