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        6株拮抗細(xì)菌對哈密瓜細(xì)菌性果斑病的大田防效

        2019-03-31 17:11:50路兆軍盛玉婷
        種業(yè)導(dǎo)刊 2019年12期
        關(guān)鍵詞:生防菌生防哈密瓜

        武 芳,李 勇,路兆軍,王 敏,盛玉婷

        (1.煙臺地元生物科技有限公司,山東 煙臺264000;2.海陽市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,山東 海陽 265100;3.煙臺市林業(yè)科學(xué)研究所,山東 煙臺264000;4.魯東大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,山東 煙臺 264000)

        哈密瓜細(xì)菌性果斑病是由革蘭氏陰性細(xì)菌燕麥?zhǔn)人峋鞴蟻喎N (Acidovorax avenaesubsp. citrulli)引起的一種毀滅性病害,并且也是一種危險性檢疫病害,該病最早于1969年由Crall和Schenck在美國佛羅里達(dá)州發(fā)現(xiàn),之后成為全世界的西瓜種子、幼苗和果實的一種嚴(yán)重威脅,被侵染的種子是重要的初侵染源,可造成西瓜細(xì)菌性果斑病的大面積暴發(fā)。且近些年來,其他瓜類作物,如哈密瓜、黃瓜、南瓜和西葫蘆等瓜類作物上也檢測到了該病害的發(fā)生。

        內(nèi)蒙古巴彥淖爾市從1991年開始從新疆引種種植哈密瓜,種植面積高達(dá)13.3萬hm2,每年種植的品種有40~50個。因為其廣泛的種植面積,為細(xì)菌性果斑病的發(fā)生提供了基礎(chǔ),在20世紀(jì)末開始發(fā)生該病害,每年生產(chǎn)田發(fā)病率45%~100%,經(jīng)濟損失嚴(yán)重,并有上升趨勢,已成為哈密瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的首要障礙,所以,防治該病害的發(fā)生成為一種亟待解決的問題。

        隨著社會的發(fā)展,經(jīng)濟水平的提高,人們越來越關(guān)注食品安全,傳統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥因為其污染環(huán)境并且高殘留的特點,逐漸成為人們排斥的對象,而環(huán)境友好型的生物農(nóng)藥才是發(fā)展的趨勢。本試驗旨在研究拮抗菌株對哈密瓜細(xì)菌性果斑病的防治效果,從中篩選得到對該病有較好生防作用的菌株,為生產(chǎn)實踐奠定基礎(chǔ)。

        1 材料和方法

        1.1 試驗植物

        本試驗所選品種為金蜜十號,由新疆寶豐種業(yè)有限公司研制,該品種屬中早熟哈密瓜品種,全生育期85 d左右,植物生長勢中等,果實橢圓形,金黃色底上覆有墨綠色斑點,中粗網(wǎng)紋布滿全瓜,桔紅肉,肉質(zhì)較脆、蜜甜,風(fēng)味佳,綜合抗性好,較耐霜霉病、抗白粉病,易感細(xì)菌性果斑病,種植區(qū)域廣泛。

        1.2 試驗藥劑

        72%的農(nóng)用鏈霉素,由華北制藥股份有限公司生產(chǎn);王酮·代森鋅,由保加利亞艾格利亞有限公司生產(chǎn)。

        1.3 供試生防菌株和培養(yǎng)基

        生防菌株如表1中所示,菌株均來源于本公司實驗室細(xì)菌菌株庫。培養(yǎng)基:LB培養(yǎng)基(由南京基天生物技術(shù)有限責(zé)任公司生產(chǎn))。

        表1 供試拮抗菌菌株

        1.4 6株生防菌株培養(yǎng)方法及菌液的制備

        培養(yǎng)方法:于-70 ℃冰箱中取出原始菌株,在LB平板上劃線,28 ℃下培養(yǎng)24 h,待長出單菌落,挑取其接入含有5 mL LB 培養(yǎng)液的試管中,28 ℃、200 r/min培養(yǎng)24 h,制成種子液;以1%的接種量將種子液接種于裝有500 mL LB 培養(yǎng)液的1 L規(guī)格的大三角瓶里,28 ℃、200 r/min培養(yǎng)22~24 h。待菌液制備好之后,6 000 r/min離心30 min,棄上清液,用無菌水將沉淀重懸浮,終濃度調(diào)試為1×108cfu/mL備用。

        1.5 6株拮抗細(xì)菌對哈密瓜苗期的促生試驗

        本試驗共設(shè)置8個處理,分別為1:生防菌DY54;2:生防菌DY03;3:生防菌DY13;4:生防菌DY02;5:生防菌DY21;6:生防菌DY20;7:王酮·代森鋅;8:清水對照。每個處理4次重復(fù),每個小區(qū)20 m2(約種植26棵瓜苗),采用隨機區(qū)組排列,各小區(qū)間設(shè)置適當(dāng)寬度的隔離行。在種子播種之前,首先用為72%的農(nóng)用鏈霉素進(jìn)行消毒處理10 min,晾干后播種。待瓜苗長到2片真葉時,用1×108cfu/mL生防菌液進(jìn)行處理。采用灌根和噴霧同時處理的方法,即在瓜苗2片真葉時,在瓜苗根圍緩緩灌入20 mL的生防菌液同時將生防菌液噴施到葉片的正反兩面,每隔15 d處理一次,在種植后35 d時統(tǒng)計其促生效果,按照5點取樣法,對瓜苗的莖粗、莖長和葉片數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計。

        1.6 6株拮抗細(xì)菌對哈密瓜細(xì)菌性果斑病的防效試驗

        菌液處理方法同上,待哈密瓜開始發(fā)病后,統(tǒng)計其病害,病害分級共有0、1、2、3、4、5、6共7個等級,分級標(biāo)準(zhǔn)如下:

        0級:不發(fā)病;

        1級:病葉上有零星病斑,病斑占葉面積的10%以下;

        2極:病葉上有少量病斑,病斑占葉面積的11%~25%;

        3級:病葉上病斑數(shù)量中等,病斑占葉面積的26%~50%;

        4級:病葉上病斑數(shù)量較多,病斑占葉面積的51%~75%;

        5級:病葉上有許多病斑,病斑占葉面積的76%~90%;6級:病葉上有大量病斑,病斑占葉面積90%以上;病害嚴(yán)重度=[Σ (病級葉片數(shù)×代表級數(shù))/葉片總數(shù)×最高代表級值]×100%;

        防效=(對照發(fā)病率-處理發(fā)病率)/對照發(fā)病率×100%。

        1.7 6株拮抗菌株對哈密瓜果實產(chǎn)量的影響

        在果實成熟后,對每個小區(qū)的哈密瓜果實產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計,并計算其產(chǎn)量增加量。

        產(chǎn)量增加量=(處理組果實質(zhì)量-對照組果實質(zhì)量)/對照組果實質(zhì)量×100%。

        1.8 6株拮抗菌株對哈密瓜果實品質(zhì)的影響

        哈密瓜果實成熟后,在每個小區(qū)按照五點取樣法選取5顆果實,即每個處理共選擇20顆果實進(jìn)行品質(zhì)檢測,其中哈密瓜的可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)、維生素C含量測定參照《植物生理生化實驗原理和技術(shù)》中提供的方法,其可溶性固形物含量用手持測糖儀(WXY2I型)進(jìn)行檢測,果肉硬度用果實硬度計(GY-B型)測定。

        1.9 大田試驗中病原菌的鑒定

        在田間采集哈密瓜病害葉片,采用平板劃線分離法進(jìn)行分離。取病健交界處的組織4~5 mm,先在75%的酒精里浸泡10 s,再用0.001%的升汞中消毒2~3 min,后用無菌水漂洗3次,然后將組織碾碎到1~2 mL的無菌水中,梯度稀釋,用接種環(huán)蘸取菌懸液在LB平板上劃線,在28 ℃條件下培養(yǎng)24 h,挑取單菌落到含有5 mL LB培養(yǎng)液的試管中,28 ℃、200 r/min培養(yǎng)22~24 h。

        用上海賽百盛基因技術(shù)有限公司的基因組DNA快速提取試劑盒,提取細(xì)菌的基因組DNA,以提取的DNA產(chǎn)物為模板,用細(xì)菌16S rDNA擴增通用引物U8-27 [5′-AGAGTTTGATC(AC)TGGCTCAG-3′]、L1494-1514 [5′-CTACGG(AG)TACCTTGTTACGAC-3′]從 基 因 組 DNA 中 擴增出16S rDNA基因片段,將片段產(chǎn)物克隆到pMD19-T載體上,轉(zhuǎn)化大腸桿菌DH5α后,挑取陽性單克隆,培養(yǎng),送到測序公司測序,并BLAST比對。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 6株拮抗細(xì)菌對哈密瓜苗期的促生結(jié)果

        在哈密瓜種植35 d后對其莖粗、莖長和葉片數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計,結(jié)果表明,各處理組中哈密瓜的莖粗、莖長和葉片數(shù)較清水對照組均有不同程度的增加,而與藥劑組相比,只有DY54、DY03和DY20 3個處理組中哈密瓜的莖粗、莖長和葉片數(shù)有所增加(表2)。

        表2 6株拮抗細(xì)菌對哈密瓜苗期的促生結(jié)果

        2.2 6株拮抗細(xì)菌對哈密瓜細(xì)菌性果斑病的防效結(jié)果

        在哈密瓜種植60 d后,細(xì)菌性果斑病發(fā)病達(dá)到高峰,對其發(fā)病指數(shù)和發(fā)病率進(jìn)行統(tǒng)計、計算,結(jié)果表明,各處理組的病害嚴(yán)重度和發(fā)病率均低于清水對照組,并且處理組DY54、DY03的病害嚴(yán)重度和發(fā)病率也低于藥劑組(表3、圖1)。根據(jù)對其整個發(fā)病期的發(fā)病指數(shù)的統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行計算(圖2),發(fā)現(xiàn)拮抗細(xì)菌DY54和DY03能夠延遲病害的發(fā)生,拮抗細(xì)菌DY54可延遲4 d,DY03可使病害延遲2 d;8月初是該病害迅速發(fā)生的時期,應(yīng)采取更進(jìn)一步的防治措施來控制該病害的傳播。

        表3 6株拮抗細(xì)菌對哈密瓜細(xì)菌性果斑病的防效結(jié)果

        表4 6株拮抗細(xì)菌對哈密瓜果實產(chǎn)量的影響

        圖1 6株拮抗細(xì)菌對哈密瓜細(xì)菌性果斑病的防效

        圖2 6株拮抗細(xì)菌處理組病害嚴(yán)重度趨勢

        2.3 6株拮抗菌株對哈密瓜果實產(chǎn)量的影響

        在哈密瓜果實采收時,對果實進(jìn)行稱質(zhì)量,經(jīng)統(tǒng)計計算,各處理組對果實的產(chǎn)量也有一定的促生作用,并且相對于化學(xué)對照組,除處理組DY21以外,其他能使哈密瓜的果實產(chǎn)量增加(表4)。

        2.4 6株拮抗菌株對哈密瓜果實品質(zhì)的影響

        哈密瓜果實成熟后,對其可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C、可溶性固形物含量和果肉硬度等指標(biāo)進(jìn)行檢測,結(jié)果表明,各處理組也可在一定程度上改善果實的品質(zhì),尤其在可溶性固形物含量這一指標(biāo)上表現(xiàn)明顯,并且相對于藥劑組,拮抗細(xì)菌DY54和DY03能夠提高果實品質(zhì)的所有指標(biāo) (表 5)。

        2.5 病原菌的鑒定結(jié)果

        在病害發(fā)生的同時,對其病葉進(jìn)行采集,經(jīng)分離鑒定,有約1 500 bp大小的16S roNA片段,經(jīng)測序、比對,與登錄號為NR 041758.1的菌株Acidovorax citrullistrain ICMP 7500 相似度達(dá)到99%。由此確定,田間發(fā)生的病害為由燕麥?zhǔn)人峋?Acidovorax avenaesubsp.citrulli)引起的細(xì)菌性果斑病。

        表4 6株拮抗細(xì)菌對哈密瓜果實品質(zhì)的影響

        圖3 病原菌的16SrRNA擴增結(jié)果

        3 結(jié)論與討論

        自細(xì)菌性果斑病發(fā)現(xiàn)以來,因為其危害重、傳播快,對瓜類生產(chǎn)造成了嚴(yán)重?fù)p失,成為人們研究的熱點,但一直以來都沒有找到有效的防治措施。生物防治作為一種新興的防治手段,成為人們的希望所在。但是在此方面研究相對還比較少,大多局限在平板拮抗或試驗條件易控制的溫室防效階段,F(xiàn)essehaie和walcott采用Pseudomonas fluorescens(A506)、非致病菌A.avenaesubsp.avenae(AAA99-2)和從瓜種上獲得的1株未鑒定的革蘭氏陰性細(xì)菌WS-1在西瓜花期進(jìn)行接種,經(jīng)試驗,結(jié)果表明P. fluorescens(A506)和A. avenaesubsp.avenae(AAA99-2)具有很好的生防效果,并且能有效阻止細(xì)菌性果斑病菌侵染種子,同時還發(fā)現(xiàn)A.avenaesubsp.avenae(AAA99-2)這一菌株可以提高種子的發(fā)芽率,所以認(rèn)為其具有良好的發(fā)展前景。泰國和巴西也相繼報道了用生防菌來抑制細(xì)菌性果斑病菌的發(fā)展,他們利用Bacillus mageteriumpv.cerealisRAB7、Streptomyces-84和-87進(jìn)行平板拮抗測定,表現(xiàn)出了良好的抑菌效果,但并沒有深入的做下去。前人報道了用酵母菌來防治細(xì)菌性果斑病,取得了良好的效果,但是其并沒有進(jìn)行大田試驗,不能充分說明該菌的生防效果及穩(wěn)定性。

        以上研究結(jié)果表明,試驗中所選用的幾株拮抗菌株對細(xì)菌性果斑病的防治均有一定的效果,本研究所選用的拮抗菌株大多是芽孢桿菌,這可能是因為芽孢桿菌為土壤和植物微生態(tài)優(yōu)勢種群,有極強的抗逆性,被認(rèn)為是一類理想的生防菌。前人用芽孢桿菌BB11、FH17來防治辣椒疫病,達(dá)到了55.8%和37.1%的防效;用芽孢桿菌防治番茄青枯病,取得了高達(dá)90.18%的防效。這些都說明芽孢桿菌是一類極具生防潛力的菌株,可能是由于芽孢桿菌能夠誘導(dǎo)植株產(chǎn)生系統(tǒng)抗性所致。另外一株拮抗菌株黏質(zhì)沙雷氏也表現(xiàn)出了一定的生防效果,由沙雷氏菌防治番茄青枯病的研究一致。但是拮抗作用究竟在以什么樣的方式起作用,還有待進(jìn)一步研究。

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