拮抗细菌在大棚温室番茄叶片定殖及对灰霉病害的控制效果

 番茄灰霉病(Botrytis cinerea)近年来在大棚内发生严重,目前防治措施单一,病原菌易产生抗药性。1995年以来,我们从植物叶围、根围和土壤中分离到4株拮抗作用强烈的细菌。本研究的目的是对这4株拮抗细菌在大棚番茄叶片定殖能力及对番茄灰霉病的防治效果进行系列试验,现将结果简报如下。     

球孢白僵菌定殖提高番茄对灰霉病抗性及其作用机理

为明确球孢白僵菌Beauveria bassiana定殖对番茄植株抗病性的影响及作用机理,采用灌根法将球孢白僵菌芽生孢子悬浮液接种于番茄植株内,并通过人工接种灰霉菌Botrytis cinerea评价球孢白僵菌定殖后番茄对灰霉病的抗性水平;检测灰霉菌胁迫下番茄植株不同位置叶片内球孢白僵菌的相对含量;测定番茄叶片内草酸氧化酶（oxalate oxidase,OXO）、几丁质酶（chitinase,CHI）和ATP合成酶（ATP synthase,atpA）3种抗病相关基因的表达量。结果表明,球孢白僵菌定殖能够提高番茄植株对灰霉病的抗性,接种灰霉菌第5天,番茄植株发病率、病斑直径和病情指数分别下降了61.6%、41.4%和26.4%;在灰霉菌胁迫下番茄植株内球孢白僵菌偏好于在病原菌感染位置定向聚集,并且引起植物抗病基因OXO、CHI和atpA的表达量上调。表明球孢白僵菌能通过内生定殖与植物互作提高植物抗病性,在植物病害生物防治领域有较大应用潜力。     

产香真菌GS-1菌株鉴定及其挥发性物质对番茄灰霉病的生防效果

为鉴定产香真菌GS-1菌株物种分类和评价其挥发性物质对番茄灰霉病的生防效果,通过形态学和ITS(internal transcribed spacer)序列分析对菌株GS-1进行物种鉴定,以对扣法测定其挥发物对番茄灰霉病菌Botrytis cinerea、水稻胡麻斑病菌Bipolaris oryzae、小麦赤霉病菌Fusarium graminearum、白菜黑斑病菌Alternaria brassicae和莴苣菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum共5种植物病原真菌的熏蒸抑制活性,以果实针刺法测定挥发物对番茄灰霉病的抑制作用,并观察对其菌丝生长的影响。结果显示,菌株GS-1为普通瘤座孢Tubercularia vulgaris;其挥发物对5种植物病原真菌均有明显的熏蒸抑制作用,72 h的抑制率为58.05%~75.81%;其挥发物可造成番茄灰霉病菌菌丝畸形、分枝增多、原生质外渗等,对番茄果实灰霉病的防效72 h后达53.62%。表明产香真菌普通瘤座孢GS-1菌株挥发物对番茄灰霉病有良好的生防效果。     

灰葡萄孢拮抗细菌在番茄植物体表的定殖

通过耐利福平标记菌株回收，研究了灰葡萄孢拮抗细菌(地衣芽孢杆菌W10和多粘类芽孢杆菌W3、Y2—11—1)在番茄叶片和果实上的定殖能力及其影响因素。试验表明，拮抗细菌在较高浓度(10^7--10^9cfu/ml)下，定殖时间可达10—15d。接种灰霉病菌对拮抗细菌的定殖有一定影响，特别是在接种灰霉病菌1d后接种拮抗细菌和同时接种灰霉病菌与拮抗细菌的情况下，拮抗细菌的定殖能力显著下降，提示该类拮抗细菌的防病效果要好于治病效果。此外，温度较高(25—35℃)、湿度较大(RH95％一--100％)、12h光暗交替对拮抗细菌的定殖有利。     

枯草芽胞杆菌HMB19198在番茄叶片上定殖能力的分子检测

枯草芽胞杆菌HMB19198能有效防治番茄灰霉病,为快速、准确检测HMB19198在叶面的定殖能力,本研究通过对HMB19198全基因组序列比对分析,获得该菌株102 bp功能未知的独有基因序列,设计出针对HMB19198的特异性引物和探针。荧光定量PCR结果表明,该引物和探针对HMB19198具有较高的特异性,在有番茄叶片DNA干扰下,体系检测阈值为10²拷贝/μL。利用荧光定量PCR技术和菌落计数法检测了HMB19198在叶片上定殖动态。叶片喷施1×10⁸ cfu/mL的菌体悬浮液,0 d后菌体数量分别为1.7×10⁸拷贝/g叶片和8.9×10⁷ cfu/g叶片,2、4、6和8 d后菌株HMB19198在叶面的定殖数量逐渐降低,8 d后定殖数量分别为1.0×10⁷拷贝/g叶片和1.2×10⁷cfu/g叶片。防效试验结果表明,喷施菌株HMB19198悬浮液2 d后防效在80%以上,8 d后防效降为37.9%。     

细菌定殖能力与其生物防治功能相关性研究进展

一株优秀的生防菌株能否发挥生防能力的第一步就是在寄主植物根围以及其他生境稳定定殖。本文综述了国内外近年来对于定殖能力与生物防治之间关系的研究,包括定殖量与生防效果之间的关系,定殖中涉及到的一些性状和机制,以及生防菌株次生代谢产物与定殖能力之间的关系。     

生防菌株YB-81的鉴定及其对番茄灰霉病的防效

为明确生防菌株YB-81对番茄灰霉病的防病作用及其分类地位,采用平板对峙及含毒介质法测定了其对番茄灰霉病菌的抑菌作用,并测定了该菌株盆栽防病效果及抑菌谱,通过形态学、生理生化特征以及分子鉴定相结合的方法鉴定了YB-81菌株。结果表明:YB-81菌株对番茄灰霉病菌抑菌作用强,抑菌带和抑制率分别为15 mm和80.5%;盆栽防效较好,发酵产物稀释10倍的预防效果达到77.5%,治疗效果不及预防效果;YB-81菌株具有广谱的抑菌活性;根据形态特征、生理生化特征以及16S rDNA序列分析结果将YB-81菌株鉴定为枯草芽胞杆菌。     

根肿病生防菌Zhihengliuella aestuarii B18定殖能力及防效分析

Zhihengliuella aestuarii B18是一株对十字花科根肿病菌Plasmodiophora brassicae具有抑制作用的优良生防菌株。为探明其生防潜能,本文通过抗生素抗性标记法、盆栽试验和田间小区试验研究了B18在不同土壤pH、土壤温度、土壤含水量、初始接种浓度、蔬菜作物以及不同土壤类型中的定殖动态。灭菌土试验结果表明:调节土壤pH 7.5～8.5,含水量10%～30%,放置于10～25℃,70 d后B18定殖菌量保持在105～107 cfu/g。盆栽试验结果表明:初始接种菌液浓度为109 cfu/mL时,45 d后根际土中定殖菌量可稳定在104～105cfu/g。将50 mL浓度为2×109 cfu/mL的生防菌菌液接种于田间不同类型土壤后,第30天定殖菌量分别为病田8.7×105cfu/g,病土1.02×105cfu/g,健田8.5×104cfu/g,健土2.6×104cfu/g,即定殖能力由强到弱依次为:病田＞病土＞健田＞健土。且病田中B18在根际土中可存活至45 d且菌量保持在104 cfu/g,根内可存活至31 d且菌量保持在104 cfu/g。田间调查结果显示B18在病田和病土中对榨菜根肿病的防效分别为42.01%和47.53%,增产率分别为37.24%和40.22%。     

列当生防菌Br-2的DsRed红色荧光标记及定殖

为探明生防菌Br-2在分枝列当体内及番茄根围的定殖能力,采用PEG-CaCl_2介导的原生质体转化体系将红色荧光蛋白基因DsRed转入到菌株Br-2中,并构建其生长曲线,测定其对分枝列当种子萌发的抑制率,通过共聚焦显微镜观察其在分枝列当茎内及番茄根围的定殖情况。结果表明:通过原生质体转化体系得到了标记菌株Br-2-DsRed,继代培养5代后,其在共聚焦显微镜下仍可观察到亮红色荧光,经PCR检测带有DsRed基因,证明其稳定性好。标记菌株Br-2-DsRed与野生菌株Br-2的生长曲线基本一致,对分枝列当种子萌发的抑制率分别为75.86%和74.14%,无显著差异。显微观察发现,标记菌株Br-2-DsRed接种1 d后即能够侵染分枝列当的茎部表皮,3 d后主要分布在茎表皮和厚壁细胞间隙,5 d后侵染到厚壁细胞及维管束细胞内部并导致茎部腐烂;而标记菌株Br-2-DsRed不能侵染番茄根尖的内部,主要定殖在番茄根尖表面。     

萝卜软腐病生防菌株Hy11的筛选、鉴定及定殖特性

为探讨银杏内生细菌对萝卜软腐病的防病作用,通过块根接种和温室盆栽试验筛选对萝卜软腐菌Pectobacterium carotovorum subsp.carotovorum具有高效抑制作用的生防菌株,共获得8株拮抗作用较强的内生细菌,其中菌株Hy11抑菌作用明显.对生防菌株Hy11进行了形态观察、生理生化特性测定、16S rDNA和gyrB基因序列分析,并应用绿色荧光蛋白基因标记菌株Hy11,研究该菌株在萝卜体内的定殖动态.结果显示,该菌株对萝卜软腐病具有较好的防效,对萝卜块根和幼苗的防治效果分别为77.9％和66.7％;对萝卜幼苗的促生率达113.28％.经鉴定,菌株Hy11为解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens.标记菌株Hy11-gfp在喷雾接种银杏叶片后0～3 d种群数量呈急剧下降趋势,10d后保持相对稳定;其在萝卜的根、茎和叶中均能够定殖,在根中的定殖数量最高可达1.2×104 CFU/g.     

生防菌D25与嘧环·咯菌腈复配对番茄灰霉病防治的增效作用

为了筛选获得生防菌D25与杀菌剂的复配制剂,降低杀菌剂用量并提高番茄灰霉病的防治效果,本文采用含毒介质法测定了12种杀菌剂对番茄灰霉病菌的室内毒力,并用平板计数法测定抑菌作用较好的杀菌剂与生防菌D25的生物相容性,采用毒性比率筛选出杀菌剂与生防菌D25复配的最佳比例,并通过盆栽试验进一步验证生防菌D25与杀菌剂复配对番茄灰霉病的防效。结果表明,12种杀菌剂中,枯草芽胞杆菌和哈茨木霉对番茄灰霉病菌的毒力最高,EC₅₀值分别为4.564×10^-5和0.021 mg/L。嘧环·咯菌腈对番茄灰霉病菌的毒力较强,EC₅₀值达0.043 mg/L。植物源杀菌剂香芹酚和苦参·蛇床素对番茄灰霉病菌的毒力最低,EC₅₀值分别为12.469和19.220 mg/L。生物相容性试验结果表明,嘧环·咯菌腈与生防菌D25有较好的生物相容性。0.043 mg/L嘧环·咯菌腈与7×10⁴ CFU/mL的生防菌D25以5:5体积比进行复配时,毒性比率可达1.3943,表现为增效作用。盆栽试验中预防处理组的防效达72.29%,比两种单剂的防效分别提高了19.26%和29.29%,治疗处理组的防效达61.57%,相比两种单剂的防效分别提高了15.40%和21.23%。综上所述,生防菌D25与嘧环·咯菌腈复配对番茄灰霉病菌具有增效作用,在不降低防病效果的情况下,可减少嘧环·咯菌腈的施药量达50%,具有很大应用潜力。     

生防菌混合接种对葡萄灰霉病菌的防治效果

本研究以葡萄灰霉病菌Botrytis cinerea为靶标菌,通过抑菌圈试验、分生孢子萌发抑制试验、离体果实接种试验,将枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis GLB191和短小芽胞杆菌Bacillus pumilus GLB197生防菌株单独或混合接种,初步探究了单菌株和两菌株混合对葡萄灰霉病菌的抑制效果。试验结果表明,各处理抑菌圈大小达30 mm以上,灰霉孢子萌发抑制率达94%以上,其中两菌株混合500倍稀释液对孢子萌发抑制率高于单菌株处理;离体果实接种试验表明,两菌株混合处理病斑抑制率高达70.89%,高于单菌株GLB191和GLB197的病斑抑制率55.48%和52.91%。田间防效试验表明,两菌株混合防效与化学药剂无显著差异,防效为70.02%。因此,两菌株混合接种可更有效地防治葡萄灰霉病的发生。     

番茄灰霉生防菌CQ的分子鉴定及其生防效果研究

菌株CQ是一株分离自云南省保山市昌宁县烟草根部的对番茄灰霉病具有较好防治效果的拮抗细菌。通过对该菌株进行形态特征观察、16S rDNA序列分析鉴定,确定菌株CQ为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis。拮抗试验结果表明,菌株CQ能够显著抑制番茄灰霉菌的菌丝生长,使菌丝出现异常分枝和囊泡状畸形。1‰ CQ发酵滤液即可显著抑制番茄灰霉菌孢子的形成。室内生测结果表明,相比对照组,48 h无菌发酵滤液原液在离体叶片上对番茄灰霉病的防效可达100%,而其10、100倍稀释滤液则使发病率分别降低28.5%和21.3%,病情指数分别降低44.01和37.86。     

番茄灰霉病生防细菌TD-7的鉴定、发酵条件优化及其防治效果

通过平板稀释分离法,从多年生草本植物薄荷根际土壤中分离到一株对灰葡萄孢Botrytis cinerea抑菌活性良好的细菌TD-7。通过形态特征和16S rDNA、ITS序列分析,鉴定该菌为解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens,并对其发酵滤液抑菌机理、最优发酵条件、最优发酵培养液组分及防治效果进行了研究。研究发现,菌株TD-7发酵滤液对番茄灰霉菌孢子的萌发有强烈的抑制作用,对菌丝生长抑制率在95%以上。皿内酶分泌试验发现,该菌可分泌几丁质酶、纤维素酶和蛋白酶,未检测到β-1,3-葡聚糖酶活性。发酵滤液抑菌活性最强的条件为在250 mL三角瓶中,将种子液按3%的体积比接种到50~75 mL培养液中,初始pH 8.0,温度32~36℃,转速200 r/min,发酵5 d。通过正交优化,得到最佳发酵培养液配方为玉米粉3%、蛋白胨1.5%、KH₂PO₄ 0.05%。经摇床发酵条件及发酵培养液组分优化,菌株TD-7发酵滤液抑菌活性提高了26.39%。该菌的发酵液对温室盆栽及田间大棚中的番茄灰霉病均具有良好的防治效果,分别为80.61%和87.70%。滤液稳定性试验结果表明,菌株TD-7发酵滤液中活性物质具有较广的pH适应范围（pH 4.0~9.0）,在高温和紫外光照射下较稳定,有制成生物制剂应用于番茄灰霉病生物防治的潜力。     

梨灰霉病菌拮抗细菌Pseudomonas extremorientalis的鉴定、发酵条件优化及防效评价

灰霉病是梨贮藏期的主要病害,发病率高,为害严重。为了有效控制该病害发生,利用平皿稀释法从梨根际土壤中分离内生细菌,并采用琼脂平板扩散法进行抑菌活性初筛,筛选出1株拮抗细菌L21,基于形态特征、生理生化特性及16S rRNA和gyrB序列分析,鉴定为Pseudomonas extremorientalis。采用生长速率法测定菌株L21的无菌发酵液对12种病原真菌均有抑制作用,采用Salkowski比色法测定菌株L21能够分泌吲哚-3-乙酸（IAA）,采用酪蛋白培养基平板检测菌株L21可以产生胞外蛋白酶。在单因素试验的基础上,通过Plackett-Burman试验设计筛选出pH、硫酸锰和转速3个影响发酵的重要因素,利用最陡爬坡试验和Box-Behnken试验设计,获得菌株L21的最佳发酵条件为蔗糖20 g/L、牛肉膏20 g/L、硫酸锰3.00 g/L、甘油1 g/L、K₂HPO₄ 1.50 g/L、接种量8%、温度34℃、pH 7.31、转速200.66 r/min和培养时间15 h。处理96 h后,菌株L21对梨灰霉病的防效为74.23%,与多菌灵的防效差异不显著。本研究表明菌株L21具有广谱抑菌活性,为植物真菌病害的生物防治提供新的生防资源。     

猕猴桃灰霉病拮抗解淀粉芽孢杆菌X17可湿性粉剂的研制

以植物内生解淀粉芽孢杆菌X17为研究对象,通过对载体、分散剂、润湿剂、稳定剂、保护剂的筛选,确定了内生解淀粉芽孢杆菌X17可湿性粉剂最佳配方:硅藻土10%,羧甲基纤维素钠4%,十二烷基硫酸钠6%,甲基纤维素2%,糊精0.1%。结果显示,制备的解淀粉芽孢杆菌X17可湿性粉剂在25℃室温下芽孢含量为2.0×10¹⁰cfu/g,pH7.0,悬浮率78%,润湿时间35s,细度通过率99%,制剂贮藏6个月存活率达78%。盆栽试验结果表明,内生解淀粉芽孢杆菌X17可湿性粉剂和母粉500倍液对猕猴桃灰霉病的保护效果分别为80.59%和68.82%,菌株X17可湿性粉剂的防治效果优于其母粉。     

蜡样芽孢杆菌ANTI-8098A在番茄内的定殖和对青枯病的防治研究

本文研究了生防菌ANTI-8098A在番茄植株内的定殖及其对青枯病的生防特性,采用激光共聚焦显微技术观察了GFP标记菌株ANTI-8098A:pCM20在番茄根系的分布.ANTI-8098A及其标记菌株可很好地定殖于番茄植株内,在根内定殖浓度最高,达104～105cfu·g-1,茎部、叶片内次之,达103～104cfu·g-1;ANTI-8098A处理后番茄根系PPO活性显著提高,对番茄叶绿素含量有短期效应;处理后5～15d番茄根际微生物数量略低于对照,其后逐渐与对照趋于一致;ANTI-8098A及其标记菌株对青枯病的防效存在一定差异,平均防效为57.1%～100%.     

拮抗菌P1、P5对葡萄灰霉病菌的抑制作用及其抗真菌谱的测定

从葡萄果穗附生微生物区系分离获得的拮抗细菌P1、P5,对葡萄灰霉病菌(Botrytis cinerea)具有很强的拮抗作用。通过对其抑菌效果、机制和抗真菌谱进行测定,结果表明,P1、P5和葡萄灰霉病菌对峙培养5 d后,均产生明显的抑菌带,抑菌带宽度为6.90～9.67 mm,培养10 d后,仍然保持稳定的抑菌效果;P1、P5的发酵原液对葡萄灰霉病菌孢子萌发具有显著的抑制作用,抑制率为97.51%～98.12%;P1、P5对病菌的作用机制表现为使病菌菌丝畸形、原生质浓缩、菌丝断裂、抑制病菌分生孢子的萌发、导致孢子芽管扭曲。对峙培养表明,P1、P5均具有较广的抗真菌谱,对10种供试病原真菌的菌丝生长抑制率都在50%以上。     

酵母挥发性物质环辛四烯抑制灰霉菌的研究

为了探明生防酵母菌菌株C410产生的挥发性物质对灰霉菌的抑制作用机理,本文以挥发性物质的主要成分之一环辛四烯为研究对象,测定其对灰霉菌的糖、蛋白、DNA、RNA、细胞的形态及细胞膜通透性的影响。结果表明,在16.5μL/L环辛四烯的作用下,灰霉菌生长速率显著降低,总糖含量基本不变;还原糖含量显著降低;蛋白含量变化不显著;RNA的完整性显著降低。在49.5μL/L环辛四烯的作用下,灰霉菌的生长几乎完全停止,但细胞通透性不受影响,不导致细胞死亡。环辛四烯孵育下灰霉菌DNA分子没有被打断。由此推测还原糖和RNA代谢过程是环辛四烯作用于灰霉菌的重要靶标,抑制其生长及侵染。