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黄瓜白粉病拮抗细菌的筛选鉴定及其生防效果

2019-03-22王海利张晓慷王滢秀韩金涛张新刚

江苏农业科学 2019年24期
关键词:生防白粉病防治效果

王海利,张晓慷,王滢秀,韩金涛,张新刚

(山东省农药科学研究院/山东省化学农药重点实验室,山东济南 250100)

白粉病别称白毛病,是一种广泛发生的世界性病害。在我国,夏秋露地和春保护地黄瓜每年都因白粉病的发生造成大量减产[1]。黄瓜白粉病是由葫芦科白粉菌(Erysiphecucur bitacearum)或单丝壳白粉菌(Sphacrotheca fuliginea)引起的[2],病原菌主要通过气流传播,具有潜育期短、再侵染频繁、流行性强等特点[3]。目前,防治白粉病的主要手段是化学杀菌剂,但由于白粉病病菌繁殖率很高,同一流行季节可繁殖多代,加之内吸性杀菌剂大多作用位点单一,病菌在药剂的选择压力下极易产生抗药性,国内外已有黄瓜白粉病病菌对苯并咪唑类、甾醇生物合成抑制剂类(EBIs)、有机磷类、羟基嘧啶类、甲氧基丙烯酸酯类、苯氧基喹啉等6类杀菌剂产生抗药性的研究报道[4]。随着环境法规制定普及和公众环保意识的加强,减少化学农药的使用,减轻生态环境压力保持农业可持续发展是未来农业的发展趋势[5]。

近年来,利用微生物防治黄瓜白粉病的研究国内外均有报道,Romero等研究3种微生物对黄瓜白粉病的防效,结果表明,枯草芽孢杆菌对瓜类白粉病的防治效果接近于2种重寄生菌和醚菊农药对照[6]。芽孢杆菌作为重要的生防资源已广泛用于防治植物病害[7-11]。本研究通过对1株具有黄瓜白粉病生防效果的细菌进行初步鉴定,确定其遗传地位。并对盆栽黄瓜白粉病的防治效果进行试验验证,分别与商品化生物农药进行对比,以期为该产品的进一步开发奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试黄瓜品种为宝杨5号,为易感病品种,购自上海种子市场。

1.1.2 培养基 菌种分离筛选和活化培养基:3 g牛肉膏,10 g蛋白胨,5 g NaCl,15 g琼脂,1 000 mL自来水,pH值为7.2~7.4。

种子菌液制备和菌种发酵基础培养基:3 g牛肉膏,10 g蛋白胨,5 g NaCl,1 000 mL自来水,pH值为7.2~7.4。

1.1.3 对照药剂 100亿CFU/g枯草芽孢杆菌可湿性粉剂,购自美国拜沃股份有限公司。

1.1.4 试验仪器 主要仪器有摇床、培养箱、洁净工作台、高压灭菌锅,均购自上海博讯实业有限公司医疗设备厂。

1.2 试验方法

1.2.1 拮抗细菌的分离纯化 采用梯度稀释平板涂布法分离黄瓜白粉病根际土壤中的细菌[12],根据平板上菌落形态、颜色等挑取单菌落进行纯培养。

1.2.2 种子菌液的制备 将分离保存的菌种转接到牛肉膏蛋白胨培养基平板上,在28℃温度条件下培养48 h进行活化,活化后挑取部分菌落接于装液量为100 mL的250 mL锥形瓶的种子菌液制备培养基中,30℃,180 r/min振荡培养48 h即为种子菌液。

1.2.3 发酵液的制备 将发酵好的种子液按5%(体积比)的比例接种到装有200 mL菌种发酵基础培养基的500 mL锥形瓶中,30℃,180 r/min振荡培养72 h备用。

1.2.4 拮抗细菌的筛选 以黄瓜白粉病病原菌为指示菌,采用活体生测法,筛选对其有效的拮抗细菌。在温室条件下,挑选饱满的黄瓜种子播种到小花盆里,保湿,置于25℃室温下光照培养。待黄瓜幼苗长出2张真叶时,挑选长势一致的黄瓜苗,将分离筛选的细菌发酵液浓度调至1010CFU/mL,喷洒于黄瓜叶片上,待药液晾干后接种孢子浓度大概为10万个/mL左右的悬浮液,用接种喷雾器在黄瓜苗上均匀喷雾接种,大概接种2 h(为确定筛选的拮抗细菌是否具有预防效果,于接种白粉病菌前24 h进行发酵液的喷洒)后试材自然风干,然后移至恒温(24℃左右)室灯光下,培养期间每天保温、保湿。于1、2周后按黄瓜白粉病的常规分级标准及方法计算病情指数和防治效果,每个处理重复3次。对照药剂为枯草芽孢杆菌可湿性粉剂,以清水作为空白对照。

酱油主要由大豆、淀粉、和小麦粉经过发酵而成,这些成分在被人体吃下之后都会变成无色的氨基酸和多肽混合物,而其黑色来源于其中所含的焦糖色素,并不会促进黑色素形成也不会沉积在皮肤或伤口上,不必担心变黑。

1.2.5 生防菌株SDNY-038对黄瓜白粉病温室盆栽生物活性的检测 采取盆栽的方法,检测生防菌株SDNY-038试验样品对黄瓜白粉病的活体抑制效果。检测方法同拮抗细菌的筛选。

1.2.6 生防菌株SDNY-038的鉴定

1.2.6.1 生防菌株SDNY-038的培养性状与形态特征 在活化培养基上观察菌株SDNY-038的生长情况,菌落形态采用革兰氏染色,按常规操作试验[13]。

1.2.6.2 生防菌株SDNY-038的16S rDNA片段的扩增与序列分析 菌株基因组DNA的提取参照Sambrook等的方法[14];引物为扩增细菌16S rDNA的通用引物[15],正向引物:5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′,反向引物:5′-ACGGCTA CCTTGTTACGACT-3′。PCR产物由山东省农业科学院测序中心进行测序,将结果在GenBank中进行Blast同源序列检索。采用ClustalX 2.0软件进行多序列匹配排列,用系统发生推断软件包MEGA 3.1转化成Mega格式后进行系统发育分析。采用Kimura-2-Parameter模型,用邻接法(neighborjoining,简称NJ)法构建系统发育树,自举分析10 000次重复检测分子系统树的置信度,最后确定菌株SDNY-038的分类地位。

1.3 数据分析

采用Excel软件进行数据分析以及差异性分析。

2 结果与分析

2.1 拮抗细菌的分离筛选

采用活体生测方法对土壤中分离得到的细菌进行筛选,对黄瓜白粉病致病菌有防效的菌株相对较少,拮抗能力较强的菌株只占2.5%左右,有较弱拮抗作用的菌株占5%,其他均无防效。选取拮抗能力较强的1株拮抗细菌编号为SDNY-038,经过多次复筛,均表现出较好的生防效果,提前2 h喷洒和提前24 h喷洒与清水对照相比均具有显著性差异,提前2 h喷洒在7、14 d后的防治效果分别为87.45%、87.35%,提前24 h喷洒在7、14 d后的防治效果分别为57.84%、41.70%,提前2 h喷洒比提前24 h喷洒在7、14 d后分别提高29.61、45.65百分点(图1)。

2.2 生防菌株SDNY-038对黄瓜白粉病盆栽防治效果

盆栽测定结果显示,对生防菌株SDNY-038在施药7 d后的喷施效果进行调查,生防菌株SDNY-038的病情指数和防治效果分别为3.31、78.00%,防治效果比阳性对照药剂高出59.93百分点,14 d后的病情指数和防治效果分别为12.11、84.67%,防治效果比阳性对照药剂高出66.37百分点,病情指数与防治效果与空白对照相比均呈显著性差异(图2)。

2.3 生防菌株SDNY-038的形态特征以及生理生化鉴定结果

生防菌株SDNY-038在基础培养基上生长迅速,菌落呈圆形,乳白色,不透明,无皱褶,边缘不规则,菌落表面光滑,湿润,经革兰氏染色鉴定为革兰氏阳性菌,能水解淀粉和还原硝酸盐,葡萄糖、木糖、甘露糖以及柠檬酸盐生长试验反应均为阳性。

2.4 生防菌株SDNY-038的16S rDNA的序列分析和系统发育树构建

经测序,生防菌株SDNY-038的16S rDNA全长序列为1 471 bp,在GenBank数据库中进行Blast比对,结合进化树(图3)分析,结果显示其与芽孢杆菌属(Bacillus sp.)相关家族亲缘关系最为接近,同源性达到99%。结合相关的形态特征以及生理生化鉴定结果,可以初步判断生防菌株SDNY-038为芽孢杆菌。

3 讨论与结论

近几年,随着国家对环境安全越来越重视,化学农药新品种的登记以及产品生产的门槛越来越高,生物农药的研制成为大势所趋,发掘高效低毒的生物农药并不容易,尽管过去几年人们开发的生物农药数不胜数,但真正有较好防治效果的产品是少之又少。对黄瓜白粉病具有防效的生防菌在国内外有不少的报道[16-18],说明生防菌用于黄瓜白粉病的防治具有较大的发掘潜力。

通过对黄瓜白粉病根际土壤菌进行分离纯化,以及活体黄瓜白粉生测试验筛选,发现1株对白粉病具有较好防治效果的生防细菌,通过对该菌株16S rDNA进行鉴定,结合相关的生理生化特征,发现其与芽孢杆菌属于同一属,具有较好的预防保护效果,在对幼苗处理7、14 d后的防效分别达到78.00%、84.67%,持效期较长,具有较好的应用开发前景。

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