内生细菌ZSY-1对番茄灰霉病和早疫病的防治及促生效果研究

发布时间：2020-05-27 22:14

【摘要】：番茄早疫和番茄灰霉病害作为番茄栽培过程中的2种重要病害,对其产量和品质具有重要影响。虽然化学农药在2种病害控制中发挥着重要作用,但近年来化学农药不合理使用导致的残留、病原物抗药性、药害和环境污染问题也不可忽视,因此,新型绿色、安全农药开发迫在眉睫。植物内生细菌(endophyticbacteria)作为植物病害生物防治的一类重要微生物资源,部分菌株兼有防病和促生双重作用,一方面可加工成生物农药,用于田间病害防治,另一方面还可加工成微生物菌肥,用于土传病害防治、土壤微生物区系改良和提高作物产量和品质,对“减药、减肥”目标实现和缓解化学农药、化肥负面问题具有重要意义。因此,本研究以高效抗病和促生植物内生细菌筛选为主要目的,并在此基础上对其抑菌特性、抗菌物质种类、定殖特性、促生特性、制剂加工以及田间药效等内容进行了系统研究,取得了如下结果:1.通过平板对峙试验,以番茄早疫病菌和番茄灰霉病菌为靶标从前期58株不同来源植物内生细菌中筛选出28株对2种病原均具有良好抑菌作用的拮抗细菌。随后采后利福平抗生素抗性标记和田间药效试验,筛选出1株既可在番茄根系和根际良好定殖且具有良好田间防效的拮抗细菌,编号为ZSY-1。灌根接种15 d后,仍可在根部组织检测到该菌株(1.46×106cfu/g),且菌株ZSY-1田间番茄灰霉病害叶片防治效果可达80.33%,果实防治效果可达75.10%。采用形态学、生理生化和16S rRNA、gyrA和gyrB特异基因对其系统发育学进行研究后,可将其鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacullus velezensis)。2.以番茄早疫病菌为靶标利用热稳定性、酸碱稳定性、紫外稳定性、排油特性和液滴坍塌特性以及硫酸铵盐析和盐酸沉淀、甲醇抽提方法对贝莱斯芽孢杆菌ZSY-1的非挥发性抗菌物质种类进行研究后发现该菌株产生的抗菌物质主要为脂肽类抗菌物质;随后采用中压层析和HPLC高效液相对其抗菌物质粗提物进行了分离、纯化,并采用LC-MS进行质谱鉴定,结果分子量为1008D的表面活性素和分子量为1042D与1056D的伊枯草菌素A被成功检测出来,进一步说明该菌株可产生脂肽类抗菌物质。3.使用平板对扣法对菌株ZSY-1挥发性物质抑菌活性进行测定后发现,该菌株产生的挥发性物质,对番茄早疫病菌、番茄灰霉病菌、苹果腐烂病菌、桃褐腐病菌、辣椒枯萎病菌、菜豆菌核病菌、西瓜枯萎病菌和菜豆炭疽病菌等植物病原真菌具有较好抑菌活性,抑菌率分别为 83.0%、92.1%、83.2%、80.9%、76.7%、68.1%、57.0%和 70.6%。使用SPME-GC-MS对其挥发性物质种类进行分析和萃取条件优化发现,70℃和40 min为贝莱斯芽孢杆菌ZSY-1挥发性物质的SPME最佳萃取条件,且在该条件下共有29种不同于对照的挥发性物质被检测出来,其中4种物质(4-氯-3-甲基苯酚、2,4-二叔丁基苯酚、苯并噻唑和2,5-二甲基吡嗪)对番茄早疫病菌和番茄灰霉病菌具有较好抑菌活性,抑菌率均在85%以上,说明贝莱斯芽孢杆菌ZSY-1产生挥发性抗菌物质种类为4-氯-3-甲基苯酚、2,4-二叔丁基苯酚、苯并噻唑和2,5-二甲基吡嗪。4.通过种子萌发试验和盆栽试验对贝莱斯芽孢杆菌ZSY-1的番茄促生作用进行研究后发现,贝莱斯芽孢杆菌ZSY-1在菌悬液浓度为1.0×107 cfu/mL和发酵液稀释100时可明显提高番茄种子发芽势,且在相同浓度下可促进番茄幼苗地上部株高、茎粗、叶面积、鲜重、干重和地下部根长、干重、鲜重以及SOD、POD、CAT保护酶活性提高都有明显促进作用。对其促生机制进行探究后发现,该菌株的促生机制主要有适度抗旱、耐盐和产IAA。5.使用单因素和正交试验对其可湿性粉剂制备配方进行探究后发现,该菌株可湿性粉剂制备配方为:发酵液70%、麦麸10%、8%羧甲基纤维素钠、8%木质素磺酸钠、3%扩散剂MF、10%三聚偏磷酸钠、8%木质素磺酸钙、4%拉开粉BX、2%渗透剂T、2%Silok-7110、2%Silok-2235,麦麸补足100%。由该配方制得的制剂活菌数含量为2亿活芽孢/克,且润时间为41.35 s,悬浮率为89.16%,具有良好光照和贮藏稳定性,符合国标理化要求。使用离体防效对制剂防病效果和最佳稀释倍数进行验证后发现,该制剂300倍稀释液对番茄早疫病菌具有较好抑菌作用,抑菌率为79.01%;500倍稀释液对番茄灰霉病菌具有较好抑菌活性,抑菌率为87.37%。6.使用喷雾法对该制剂300倍和500倍稀释液进行田间药效试验后发现,贝莱斯芽孢杆菌ZSY-1可湿性粉剂,最佳田间用药稀释倍数为300倍,且无药害产生和对番茄灰霉病害具有良好预防作用。在药前病情指数较低地区,叶片田间药效可达77.76%,果实药效可达74.68%,同对照药剂50%腐霉利药效(80.22%和76.55%)相当;在药前病情指数较大地区,防效则出现一定程度下降,药效仅为60%左右。说明贝莱斯芽孢杆菌ZSY-1可湿性粉剂宜在番茄灰霉病害发生前期使用,具有良好预防作用,可用于番茄栽培过程中该病害的预防和发病较轻地块的治疗。
【图文】：

特性图,排油,粗提物,特性

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特性图,粗提物,液滴,特性

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【学位授予单位】：山西农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S476.1;S436.412.13;S436.412.14

【参考文献】