马铃薯黑痣病的生物防治及其机理研究

发布时间：2020-11-02 04:41

　　 马铃薯黑痣病是由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)引起的一种土传真菌病害,对马铃薯的产量和质量都造成了严重的影响,很大程度制约了我国马铃薯产业的发展。为减轻马铃薯黑痣病的发生,为其生物防治提供依据,本研究以甘肃省马铃薯黑痣病的高发地分离、纯化出的立枯丝核菌为病原菌,研究生防球毛壳菌ND35菌株、棘孢木霉MX菌株、产紫青霉菌Q2菌株及其组合对马铃薯黑痣病的防治效果及其防病机理。研究内容主要包括病原菌的分离与鉴定,生防菌的拮抗及促生因子检测、生防菌株间的相容性检测,生防菌株对病原菌拮抗作用,温室盆栽试验和田间防病试验,生防菌株及其组合对盆栽马铃薯植株防御酶活性、丙二醛、叶绿素含量以及根系活力的影响。试验结果如下:1、对分离纯化得到的病原菌进行形态特征和致病性测定结果显示,将此菌株确定为立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)HZ1菌株。2、生防球毛壳菌ND35菌株、棘孢木霉MX菌株、产紫青霉菌Q2菌株对马铃薯黑痣病的病原菌立枯丝核菌HZ1菌株拮抗测定结果显示,各生防菌株对病原菌菌丝都有明显的抑制作用。其中,平板拮抗抑制率分别为66.46%、84.25%、57.83%;生防菌株发酵滤液对病原菌抑菌率分别为41.62%、9.76%、76.07%;各生防菌株间的拮抗结果显示,菌丝间均没有抑菌带的产生。3、生防菌株的拮抗及促生因子检测结果显示,球毛壳菌ND35菌株可产生纤维素酶、葡聚糖酶和生长素;棘孢木霉MX可产生纤维素酶、生长素,具有解磷能力;产紫青霉菌Q2可产生纤维素酶、蛋白酶、葡聚糖酶和生长素,具有解磷能力。同时镜检三株生防菌与HZ1菌株交界处的菌丝,发现各生防菌株均具缠绕、侵入、寄生等重寄生作用,同时生防菌株的代谢产物会造成病原菌菌丝的断裂、畸形、溶解。4、对盆栽马铃薯幼苗生理指标的检测发现,各处理中的菌株Q2和生防菌组合A对马铃薯植株的株高、茎粗、鲜重、干重等,均具有明显促生长作用,菌株MX对马铃薯植株茎粗有明显促生作用,生防菌组合C对马铃薯植株茎粗和干重具有显著促生作用。其他生防菌株及其组合等处理,对马铃薯植株的生长基本没有影响。盆栽防病试验中发现,各生防菌株及其组合等处理均显著降低了马铃薯黑痣病的发病率和病情指数,其中降低黑痣病发病率最为明显的是球毛壳菌ND35和生防菌组合A,分别降低了12.7%和14.28%,防治效果最好的处理为产紫青霉菌Q2、生防菌组合A、组合C,防治效果分别为42.79%、43.9%、41.74%。5、大田防病试验发现,各生防菌株及其组合处理均显著降低了马铃薯黑痣病的发病率和病情指数,其中降低黑痣病发病率最为明显的是产紫青霉Q2和生防菌组合C,分别降低了28.33%和23.33%,防治效果最好的处理为产紫青霉菌Q2,生防菌组合A、组合C,其防效分别为41.16%、37.52%、37.57%。6、对植株防御酶活性、根系活力检测、叶绿素含量检测结果表明,不同生防菌及其组合处理检测值要显著高于未加任何生防菌株的空白对照(CK)处理组。其中第30 d时,产紫青霉Q2的过氧化物酶(POD)活性最高,达到了5814.67 U/g,是对照(CK)处理组的3倍以上;球毛壳菌ND35的超氧化物歧化酶(SOD)的酶活性最高,达到了746.85 U/g,是对照处理组的3倍以上;生防菌组合A的过氧化氢酶(CAT)活性最高,达到了186.66 U/g,是对照处理组的6倍以上:球毛壳菌ND35根系活力最高,达到了69.23 mg/(g*h),活力比对照处理组提高91.67%;生防菌组合A的叶绿素含量最高,达到了2.69 mg/g,比对照处理组提高了29.84%。对植株丙二醛(MDA)含量检测结果表明,不同生防菌及其组合等处理的MDA积累量在检测周期内均没有显著的提升,而对照(CK)处理组的MDA含量却随时间的延长,积累越来越多,第30 d时,含量达到了48.47 nmol/g鲜重。综上所述,生防球毛壳菌ND35菌株、棘孢木霉MX菌株、产紫青霉菌Q2菌株及其组合A、B、C均对马铃薯黑痣病有不同程度的防治效果,并可提高植株系统抗性。生防菌株ND35、MX、Q2及其组合对黑痣病防治效果及其作用机理的研究为马铃薯黑痣病的优良生防菌剂以及拮抗菌生物制剂的研制和开发奠定了基础。
【学位单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：S435.32;S476
【部分图文】：

山东农业大学硕士专业学位论文253结果与分析3.1病原菌的分离鉴定3.1.1病原菌的形态特征从甘肃省马铃薯主产区采集得到马铃薯黑痣病病样进行分离鉴定，得到一株病菌。供试病原菌在PDA培养基上培养3d左右，菌落直径达到8cm，菌丝体初期无色，棉絮状或丝状。气生菌丝较多，随后逐渐缩短变粗为浅褐色，老熟菌丝有明显分隔。菌丝分枝处多呈直角或锐角，分枝基部明显缢缩，近分枝处有隔膜，菌丝细胞无锁状联合，不产生分生孢子。病原菌生长7d左右形成菌核。菌核椭圆形和米粒形，初期白色，老熟菌核呈褐色。单个分散或多个聚集产生于培养基表面或培养皿壁上，内外颜色一致，表面粗糙等（图1）。通过对病菌菌落特征，菌丝形态，菌核的形成等特征观察，根据Sneh等的分类方法，初步将此病菌鉴定为无孢纲、无孢目、丝核菌属的立枯丝核菌（RhizoctoniasolaniKühn）（Snehetal.，1991）。图1病原菌的菌落生长和菌丝形态Fig.1Colonygrowthandhyphalmorphologyofpathogens注：A:菌落生长3d形态；B：菌落生长7d形态；C：3d病原菌菌丝形态Note:A:Morphologyofcolonygrowthfor3d;B:Morphologyofcolonygrowthfor7d;C:Mycelialmorphologyofpathogenicfungusfor3d3.1.2病原菌的致病性检测病原菌回接后，马铃薯植株表现如下症状：植株矮孝生长缓慢。地下茎受害产生褐色坏死溃疡斑，轻者地上部不表现症状，重者地下茎大面积坏死并引起地上部分枯死，甚至直接停止生长，植株发病症状与马铃薯黑痣病苗期发病症状完全一致。根据柯赫氏法则，从茎基部病斑处的病薯上再次分离的菌株，经鉴定与接种菌株的形态一致，证明该菌株是马铃薯黑痣病的致病菌株。

山东农业大学硕士专业学位论文27图2不同生防真菌菌株对立枯丝核菌菌株的拮抗效果Fig.2AntagonisticeffectofdifferentfungalbiocontrolstrainsagainstR.solanistrainHZ1注：A：对照（立枯丝核菌HZ1）；B：球毛壳菌ND35平板对峙与立枯丝核菌HZ1；C：棘孢木霉MX与立枯丝核菌HZ1平板对峙;D：产紫青霉Q2与立枯丝核菌HZ1平板对峙.Note:A:Control(R.solaniHZ1);B:C.globosumND35andR.solaniHZ1plateconfrontation;C:T.asperellumMXandR.solaniHZ1plateconfrontation;D:P.purpurogenumQ2andR.solani.HZ1plateconfrontation.3.3.2生防真菌发酵滤液对病原菌菌丝拮抗作用28℃恒温培养箱培养4d后，未经处理的PDA培养基上，病原菌菌丝基本覆盖整个培养基表面，而加入生防菌株ND35、MX、Q2发酵滤液的PDA培养基上，病原菌菌丝均不同程度受到了抑制。其中产紫青霉Q2发酵滤液的的抑制率最高，达到了76.07％，其次是球毛壳菌菌ND35的发酵滤液，抑制率达到了41.62％，最差的棘孢木霉MX发酵滤液抑制率最低，仅为9.76％（表6，图3）。表6不同生防真菌菌株发酵滤液对立枯丝核菌菌丝体生长的抑制作用Table6InhibitionofmyceliumgrowthofR.solanibyfermentationfiltratefromdifferentfungalbiocontrolstrains处理菌落半径（cm）抑菌率(%)TreatmentColonyradiusInhibitionrateCK3.39±0.02a/ND1.98±0.05c41.62MX3.06±0.03b9.76Q20.81±0.03d76.07

马铃薯黑痣病的生物防治及其机理研究28图3不同生防真菌菌株发酵滤液对立枯丝核菌菌丝生长的抑制作用效果注：A：对照（立枯丝核菌HZ1）；B：球毛壳菌ND35发酵滤液对立枯丝核菌HZ1的影响；C：棘孢木霉MX发酵滤液对立枯丝核菌HZ1的影响;D：产紫青霉Q2发酵滤液对立枯丝核菌HZ1的影响；Fig.3InhibitionofmyceliagrowthofR.solanistrainHZ1byfermentationfiltratefromdifferentfungalbiocontrolstrainsNote:A:Control(RhizoctoniasolaniHZ1);B:EffectofthefermentationfiltratefromC.globosumND35onR.solaniHZ1;C:EffectofthefermentationfiltratefromT.asperellumMXonR.solaniHZ1;D:EffectofthefermentationfiltratefromP.purpurogenumQ2onR.solaniHZ1;3.4生防菌株间相容性测定对培养3d和7d的平板检测，发现除ND35-Q2和Q2-ND35外，各菌株间的抑菌率均达到了50％以上，但各生防菌株间没有明显抑菌带的产生。出现这种现象的原因可能是生防菌株间的菌丝生长速率不同及菌株产生的一些代谢物质造成的，生长速度快的菌丝提前抢占生存空间，代谢物质抑制了自身之外的菌丝生长，这些都造成了抑菌现象的存在。平板对峙法只是验证生防菌株之间是否拮抗的一种基本方法，我们还需要全方位的从各个方面进行分析与讨论（表7，图4）。表7供试生防菌的相互作用Table7Themyceliuminteractionsbetweentestedbiocontrolagent供试菌株Teststrain菌落半径（3d）Colonyradius（cm）菌落半径（5d）Colonyradius（cm）对峙培养Cultureindual单独培养Aloneculture抑菌率％inhibitionrate对峙培养Cultureindual单独培养Aloneculture抑菌率％inhibitionrateND35-MX2.30±0.005.97±0.0661.472.47±0.216.27±0.1560.60ND35-Q20.70±0.000.90±0.1022.221
【参考文献】

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