棉花内生蜡状芽孢杆菌YUPP-10对棉花黄萎病的防治作用及机制

【目的】棉花黄萎病(Verticillium wilt)是世界性难以防治的病害,筛选有效的生防微生物资源成为解决棉花黄萎病的重要途径之一,本研究旨在分离一株高效拮抗细菌,并明确其防治机理,为生物防治棉花黄萎病提供技术支持。【方法】用葡甘聚糖作为碳源筛选一株能够降解β-1,4糖苷键的棉花内生细菌YUPP-10,通过平板对峙培养、平板对扣培养和悬滴法等测定YUPP-10对大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)菌丝生长和孢子萌发的抑制效果;用YUPP-10无菌滤液培养大丽轮枝菌微菌核,检测其对微菌核萌发的影响;利用基质接种法进行盆栽试验探究其对棉花黄萎病的防治效果;通过胚根、叶片接种病原菌,木质化和活性氧爆发研究YUPP-10诱导抗病能力;采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法检测防御相关基因的表达。【结果】成功获取一株蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)YUPP-10,其整体代谢产物在7 d时对大丽轮枝菌的抑菌带宽为0.73 cm,挥发性代谢产物在10 d时对大丽轮枝菌菌落的抑制率为77.03%;YUPP-10无菌培养液对大丽轮枝菌孢子和菌核萌发的抑制率分别为17.22%—71.25%和10.69%—26.62%,且抑制率与无菌滤液的浓度呈正相关。在用YUPP-10玉米蛭石培养物拌土处理的盆栽试验中,其对棉花黄萎病的最高防效达到80.60%。诱导抗性试验发现YUPP-10诱导了胚根和叶片抗大丽轮枝菌的侵染,诱导了细胞木质化和活性氧的爆发。qRT-PCR检测结果显示YUPP-10成功激活了苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、几丁质酶(CHI)和病程相关基因(PR10)的表达,对大丽轮枝菌在棉花体内的扩散和生长起到了抑制作用。【结论】YUPP-10通过直接抑制病原菌的生长,同时诱导植物防御反应来抵抗病原菌的侵染和扩展,其具有良好的应用前景。     

利用植物疫苗及生长调节剂缩节胺控制棉花黄萎病

2008-2009年于棉花黄萎病重病田研究了植物疫苗渝峰99植保、激活蛋白、氨基寡糖素单独使用及与植物生长调节剂缩节胺混合使用对棉花黄萎病的防治效果,并选择激活蛋白和缩节胺混合施用研究了不同施药时间和施药次数对棉花黄萎病的防治效果。结果表明:渝峰99植保、激活蛋白、氨基寡糖素和缩节胺单独使用,以缩节胺防治效果最好(平均防效41.3%),其次是激活蛋白(平均防效36.7%)。3种植物疫苗和缩节胺混合使用均可不同程度地提高防治效果,渝峰99植保+缩节胺、激活蛋白+缩节胺、氨基寡糖素+缩节胺的平均防效分别为52.9%、52.2%、47.9%。在2个棉花品种上的试验结果均表明,于5月30日开始用药,每10天1次,连续用药3次,间隔20～30天再用药1～2次,对黄萎病的控制效果最好。     

钾肥对棉花枯,黄萎病的防效研究

棉花枯、黄萎病是棉花生育期的两大病害,直接影响棉花的产量和品质。目前,除选用抗病品种外,采用栽培措施防治枯、黄萎病是最经济有效的办法。我们对以施用钾肥提高棉花抗枯、黄萎病能力,减轻其危害进行了初步研究。     

基质育苗移栽棉主要病害发生特点

 以转Bt基因中熟杂交种中棉所57为供试品种,探讨了在盖地膜和不盖地膜条件下,基质育苗移栽棉与营养钵育苗移栽棉及露地直播棉相比,棉花黄萎病、早衰及铃病的发生特点。结果表明,在不盖地膜和盖地膜条件下,与营养钵育苗移栽棉相比,基质育苗移栽棉的黄萎病发生均减轻,其中,在不盖地膜条件下,差异可达显著水平;与营养钵育苗移栽棉相比,基质育苗移栽棉还表现早衰的发生减轻,8月中旬以后可达显著水平。与露地直播棉相比,在不盖地膜条件下,8月25日基质育苗移栽棉的黄萎病病指显著降低,两者之间早衰差异不显著。基质育苗移栽与营养钵育苗移栽及露地直播棉之间,铃病的发生差异也不显著。     

黑白轮枝菌基因组中微卫星的频率和分布

为了明确重要植物病原真菌黑白轮枝菌基因组中的徽卫星(SSR)分布情况,利用软件SciRoKo从已测序的VaMsl02菌株基因组(32.8 Mb)中,成功搜索得到4224个SSR.结果显示,三碱基重复徽卫星的数量最多,为1481个,占SSR总数的35.1％;其次是二碱基、六碱基、四碱基和五碱基;单碱基重复的微卫星数量最少,为308个,仅占总数的7.3％.不同重复单元的徽卫星在黑白轮枝菌基因组中的分布是非随机的,具有明显的偏好性.单碱基、二碱基、四碱基和五碱基偏爱出现于非编码区,尤其是基因间区.三碱基和六碱基重复微卫星较为集中分布在外显子区,并且重复次数变化丰富,推断黑白轮枝菌编码区的SSR可能会通过调节自身的重复次数来适应新环境.     

棉萎克”喷雾加滴灌防治新疆棉田黄萎病效果初报

为确定“棉萎克”喷雾加滴灌控制新疆棉田黄萎病的效果,分别在南疆阿拉尔和北疆精河县选用连作30年以上、黄萎病发病中等偏重的地块,连续2年开展相应的试验示范。结果显示,“棉萎克”于播种后50 d喷施,之后每间隔10 d连续滴灌2次的处理,喷施后10 d时“棉萎克”对棉花黄萎病的防治效果在40%以上,籽棉产量较对照增加7.0%～9.3%。综合考虑效果和成本认为,在黄萎病发生偏重的新疆棉田,采用“棉萎克”在黄萎病发病初期喷雾1次,10 d后滴灌1次,既可有效控制病害,又可实现节本增效。     

国审大面积推广棉花品种抗病性监测

 受全国农业技术推广服务中心委托,2010年于河南安阳、河北保定、山东宁津,采用温室、病圃、重病田相结合的方法,对生产上大面积推广应用的、国审棉花品种的抗病性进行了监督测试。结果表明,所检测品种中,多数品种的抗枯萎病性和黄萎病性与审定时基本一致,少数品种抗性略有波动,只有极个别品种抗性变化较大。采用温室、病圃鉴定时,多数品种与审定时的抗性基本一致,抗性变化大的品种较少;而采用田间鉴定时,抗性发生变化的品种数量相对较多,可能与鉴定的环境条件有关。就目前检测结果来看,品种的抗性较为稳定。     

转CpTI基因对棉花根际土壤中微生物的影响

 2006-2007年,采用4个转CpTI基因棉花材料及其受体,于棉花不同生育期取根际土壤,研究了转CpTI基因对棉花根际细菌、放线菌及真菌数量的影响。结果表明：转CpTI基因及其受体材料根际土壤中细菌、放线菌和真菌的数量均随着棉花的生长发育变化,细菌在棉花的花铃期达到高峰,放线菌和真菌在蕾期至花铃期达到高峰,之后随着棉花的衰老均减少。转CpTI基因对棉花根际土壤中细菌、放线菌和真菌的数量有显著影响,细菌和放线菌的数量均比对应受体材料显著增加,而真菌的数量显著减少;从棉花的不同生育时期看,细菌的数量在苗期和花铃期显著高于受体材料,放线菌在不同时期均显著高于受体材料,尤以苗期和花铃期更明显,而真菌的数量在吐絮期显著低于受体材料。     

棉花内生真菌CEF-373菌株对棉花黄萎病的防效及其作用机理

为明确棉花内生真菌CEF-373菌株对棉花黄萎病的防效及其作用机理,利用圆盘滤膜法和平板对扣培养法测定菌株CEF-373对大丽轮枝菌Verticillium dahliae菌丝生长的抑制作用,测定其对棉花黄萎病的温室和田间防效,并通过活性氧含量及防御基因表达情况来分析其作用机理。结果表明,菌株CEF-373的挥发性代谢产物和非挥发性代谢产物对大丽轮枝菌菌丝的生长均有显著抑制作用,抑制率最高分别可达37.75%和100.00%。用1×107CFU/mL的菌株CEF-373分生孢子悬浮液灌根后,对棉花黄萎病的温室防效可达71.12%,用质量比为3%的菌株CEF-373固体菌剂拌土栽培后,对棉花黄萎病的温室防效可达62.74%,防治作用显著。菌株CEF-373的发酵液滴灌和微生物肥料处理40 d后,对棉花黄萎病的田间防效达到最大,分别为36.23%和27.71%,而在后期有所降低。菌株CEF-373可以诱导棉花叶片中细胞活性氧的爆发;且菌株CEF-373成功激活了苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、几丁质酶和病程相关蛋白基因PR10的表达,对大丽轮枝菌的侵染具有抵御作用。表明棉花内生真菌CEF-373菌株通过抑制大丽轮枝菌生长以及诱导寄主系统抗病性来有效防治棉花黄萎病,具有较好的生物防治应用前景。     

新疆棉花黄萎病“三联绿色防控法”研究初报

针对新疆存在的大面积多年连作、种植耐病品种仍不能有效控制黄萎病发生的重病棉田,于2016―2018年,在新疆阿克苏开展试验和示范,建立了“三联绿色防控法”棉花黄萎病控制技术方案,即“耐病品种＋微生物有机肥＋诱抗剂”。结果表明,采用新疆棉花耐病品种中棉所49,底肥每666.7 m²施自制的CEF08111微生物有机肥3 m³左右,在发病前期叶面喷施诱抗剂棉萎克3次,对棉花黄萎病的防治效果在60%以上,显著高于单项技术的防病和增产效果。依据该技术方案,生产中采用抗病性好且丰产优质的棉花品种,利用CEF08111、芽孢杆菌等生防菌剂和新鲜羊粪发酵,自制微生物菌肥作底肥,并于发病早期喷施棉萎克、氨基寡糖素等诱抗剂,可有效控制黄萎病的发生为害。该技术在新疆多年连作、黄萎病重病田具有良好的应用前景。