周紅姿, 周方園, 趙曉燕, 吳翠霞, 張廣志,苑偉偉, 吳曉青, 謝雪迎, 范素素, 張新建*

(1.齊魯工業(yè)大學(山東省科學院)生態(tài)研究所, 山東省應用微生物重點實驗室, 濟南 250103；2.泰安市農(nóng)業(yè)科學研究院, 山東 泰安 271000；3.山東蔚藍生物科技有限公司, 山東 濱州 251700)

小麥赤霉病(wheatFusariumhead blight)是我國小麥生產(chǎn)上的主要病害，也是世界性的小麥重要真菌病害之一，廣泛發(fā)生于世界濕潤和半濕潤地區(qū)。在我國赤霉病主要發(fā)生在長江中下游冬麥區(qū)、東北春麥區(qū)東部及華南冬麥區(qū)。近年來隨著氣候和耕作制度的變化，該病害流行區(qū)域不斷擴大，目前已經(jīng)發(fā)展到黃淮海麥區(qū)。2012年，我國小麥赤霉病爆發(fā)，受害面積達到1 000萬hm2，約占全國小麥總面積的二分之一。麥類赤霉病是由禾谷鐮刀菌復合種(Fusariumgraminearumspecies complex)引起的，在我國流行危害的主要是禾谷鐮刀菌(F.graminearum)和亞洲鐮刀菌(Fusariumasiaticum)，其中，黃河流域以北地區(qū)以禾谷鐮刀菌為主，長江中下游地區(qū)以亞洲鐮刀菌為主[1-3]。赤霉病發(fā)生后，不僅會造成產(chǎn)量的巨大損失，還會造成籽粒皺縮，品質(zhì)下降，而且病菌在侵害作物的同時能產(chǎn)生多種毒素，如脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol，DON)和玉米赤霉烯酮(zearalenone，ZEN)，可破壞人和動物的免疫系統(tǒng)，具有致癌、致畸作用，嚴重威脅人畜的健康安全[4-6]。

小麥赤霉病的防治技術(shù)包括培育抗病品種、加強田間管理、化學防治和生物防治等[7]?？共∮N是最經(jīng)濟有效的措施，但尚未發(fā)現(xiàn)非常理想的抗病種質(zhì)資源。而僅靠田間管理難以有效控制病害發(fā)生。目前，小麥赤霉病的防治主要依賴于化學防治，隨著用藥面積擴大，用藥量和用藥頻率增加，病原菌的抗藥性也不斷增強[7-9]。隨著農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要和人們環(huán)保意識的提高，生物防治措施在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用越來越廣泛[10]。對小麥赤霉病進行生物防治研究已有報道，研究發(fā)現(xiàn)拮抗微生物包括芽胞桿菌、假單胞桿菌、鏈霉菌、變形菌等種類，部分菌株表現(xiàn)出良好的生防效果[11-12]。但這些研究都是以禾谷鐮刀菌為防治對象，對于以亞洲鐮刀菌為防治對象的研究較少。本研究以近年來赤霉病發(fā)生嚴重的長江中下游麥區(qū)的重要病原菌——亞洲鐮刀菌為防治對象，從大田小麥赤霉病病穗上分離到的細菌菌株中篩選到一株對該病原菌具有高效拮抗活性的細菌，通過小麥盆栽試驗和田間試驗檢測其菌體和發(fā)酵液對小麥赤霉病的防治效果，為該病害的生物防治奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

供試小麥病原菌為亞洲鐮刀菌(F.asiaticum)菌株P(guān)2，從江蘇省揚州市邗江區(qū)郊外麥田赤霉病病穗上分離、鑒定并保存；試驗用的175株細菌菌株分離自全國各地小麥赤霉病病穗，保存于山東省科學院生態(tài)研究所生態(tài)修復創(chuàng)新研究室。

1.2 試劑及儀器

主要試劑：Tryptone(Oxoid)、Yeast extract(Oxoid)、25%氰烯菌酯懸浮劑(江蘇省農(nóng)藥研究所股份有限公司)，引物由上海生工生物有限公司合成。

培養(yǎng)基配方及配置方法如下：馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)：馬鈴薯200 g，葡萄糖20 g，瓊脂15 g，去離子水定容至1 000 mL，115 ℃滅菌20 min。綠豆湯產(chǎn)孢培養(yǎng)基：綠豆30 g，去離子水定容至1 000 mL，煮沸去渣，121 ℃滅菌20 min。LB：NaCl 10 g，Tryptone 10 g，Yeast extract 5 g，瓊脂15 g，去離子水定容至1 000 mL，pH 7.0。121 ℃滅菌20 min。LB液體培養(yǎng)基：NaCl 10 g，Tryptone 10 g，Yeast extract 5 g，去離子水定容至1 000 mL，pH 7.0。121 ℃滅菌20 min。

儀器設備： DNP-9082型電熱恒溫培養(yǎng)箱(上海精宏)、HZQ-Q全溫振蕩器(哈東聯(lián))、Q10超純水儀(Millipore)、Universal Hood Ⅲ核酸凝膠成像儀(Bio-Rad)、flexlid PCR儀(Eppendorf)、Centrifuge 5418臺式離心機(Eppendorf)、CR22GⅢ低溫高速離心機(HITACHI)、XMTD-8222電熱恒溫水浴鍋(上海精宏)、Sub-Cell GT瓊脂糖凝膠電泳系統(tǒng)(Bio-Rad)、Mini Vortex渦旋震蕩儀(北京東林昌盛)。

1.3 生防菌株的分離與篩選

1.3.1生防菌株的分離 選取小麥病穗上病健交界處的小穗，放到3%次氯酸鈉溶液中浸泡2 min，取出，用無菌鑷子扒開組織，露出麥粒，一起放到無菌水中渦旋振蕩2 min，靜置5 s，梯度稀釋5次后，取1 mL稀釋液涂布到LB固體培養(yǎng)基平板上，于28 ℃培養(yǎng)過夜，挑取單菌落進行純化，保存。

取保存于-80 ℃超低溫冰箱中的病原菌亞洲鐮刀菌P2菌塊接種到PDA平板上，于28 ℃培養(yǎng)48 h后，轉(zhuǎn)接到新的PDA平板上，繼續(xù)培養(yǎng)48 h。用直徑2.5 mm的打孔器打成菌片，備用。

1.3.2拮抗菌的初篩 將分離獲得的細菌分別接種到LB固體培養(yǎng)基平板上，于30 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每24 h觀察1次菌落形態(tài)。將菌株按照菌落形態(tài)差異進行分類，從每個地點采集的菌株中取生長速度較快的菌株與亞洲鐮刀菌P2菌株進行共培養(yǎng)試驗。30 ℃培養(yǎng)6 d，觀察P2菌株菌落生長速度和菌落半徑大小。各設3個重復。

1.3.3拮抗菌的復篩 挑取細菌單菌落，分別接種于PDA平板距中心2.5 cm處的對稱兩點。PDA平板中央接種P2菌片，每個培養(yǎng)皿作為1個重復，每個拮抗菌株設3個重復，以中心只接種P2菌片的PDA平板為對照。28 ℃培養(yǎng)5～7 d，當對照病原菌菌絲長滿整個培養(yǎng)皿時，測定各處理中P2的菌絲直徑，計算細菌對P2菌絲的抑制率。

顯微鏡觀察亞洲鐮刀菌P2與拮抗菌Z54對峙區(qū)病原菌菌絲的變化情況。

1.4 拮抗菌的鑒定

1.4.1拮抗菌Z54的形態(tài)學鑒定 挑取活化培養(yǎng)的Z54單菌落，在LB平板上劃線，30 ℃恒溫培養(yǎng)16 h 和96 h，分別觀察單菌落顏色、形狀、大小、邊緣、表面、隆起形狀，透明度和菌體及芽胞的形態(tài)特征。用革蘭氏染色法對菌體和芽胞進行染色觀察。

1.4.2高活性拮抗菌的16S rDNA、gyrB基因序列分析與系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建 將篩選出的11株拮抗活性好的細菌單菌落分別接種到LB液體培養(yǎng)基中,30 ℃培養(yǎng)16 h 后，用細菌基因組提取試劑盒提取DNA，以此DNA為模板進行16S rDNA的 PCR擴增。通用引物為：1492 R(5’-GGCTCGAGCGGCCGCCCGGGTTACCTTGTTACG-ACTT-3’)和8F(5’-GCGGATCCGCGGCCGCT-GCAGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’)；擴增條件為：94 ℃ 5 min；94 ℃ 30 s，52.3 ℃ 45 s，72 ℃ 1.5 min，30個循環(huán)；72 ℃ 10 min[13]。擴增產(chǎn)物由上海生工生物公司進行測序。

根據(jù)16S rDNA序列鑒定為芽胞桿菌的7株細菌，以基因組DNA為模板進行g(shù)yrB基因的PCR擴增。引物為：UP-1 (5’-GAAGT-CATCATGACCGTTCTGCAYGCNGGNGGNAARTT-YGA-3’)和UP-2r (5’-AGCAGGGTACGGATGTG-CGAGCCRTCNACRTCNGCRTCNGTC-AT-3’)，擴增條件為：95 ℃ 4 min；98 ℃ 10 s，62 ℃ 1 min，72 ℃ 2 min，30個循環(huán)；72 ℃ 8 min[12]。擴增產(chǎn)物由上海生工生物公司測序。

將測定的16S rDNA和gyrB基因序列，分別與GenBank和EzBioCloud數(shù)據(jù)庫中的已知16S rDNA和gyrB基因序列進行同源性比較，選取屬內(nèi)同源性較高的細菌的基因序列進行遺傳距離計算，使用MEGA7中的Muscle進行比對，并采用Maximum Likelihood法[14-15]分別繪制系統(tǒng)發(fā)育樹。

1.5 Z54防治小麥赤霉病盆栽試驗

1.5.1拮抗菌菌懸液的制備 取保存于-80 ℃的拮抗細菌菌株，在LB平板上劃線，30 ℃培養(yǎng)24 h后轉(zhuǎn)接于LB培養(yǎng)液中，30 ℃ 180 r·min-1培養(yǎng)72 h，將發(fā)酵液分成2批，一批用無菌水調(diào)整菌液濃度至1×109CFU·mL-1，用于細菌發(fā)酵液噴霧；另一批在低溫條件下5 000 r·min-1離心10 min，獲得菌體，用無菌水將菌體重懸，調(diào)節(jié)菌體濃度至1×109CFU·mL-1，用于細菌菌體噴霧。

1.5.2病原菌菌懸液的制備 取保存于-80 ℃的病原菌亞洲鐮刀菌P2的菌塊接種到PDA平板上，于28 ℃培養(yǎng)48 h 后，轉(zhuǎn)接到PDB液體培養(yǎng)基里，28 ℃ 160 r·min-1震蕩培養(yǎng)7 d，用單層紗布過濾，獲得P2的分生孢子，調(diào)節(jié)孢懸液濃度至1×105CFU·mL-1，備用。

1.5.3小麥盆栽試驗 小麥盆栽試驗于2017—2018年在山東省科學院東院區(qū)進行。試驗采用直徑為33 cm、深度28 cm的塑料盆，土壤采自大田耕作層，過篩并摻入適量有機肥，每盆裝土14 kg，澆透水后于11月14日手工點播濟麥22麥種。出苗后每盆定苗13株，全生育期內(nèi)定量澆水，正常管理。設5個處理，每處理設3個重復，每盆為1個重復，詳細設置見表1。于2018年4月24日(冬小麥揚花初期)噴施病原菌P2孢子懸浮液，并于2018年4月24日(冬小麥揚花初期)和2018年4月29日(揚花盛期)兩次噴施拮抗菌Z54菌液。于第二次噴施拮抗菌液后第14和21 d分別調(diào)查病情，記錄病穗數(shù)和病級，并計算防治效果。

表1 小麥赤霉病防治試驗設計Table 1 Designation of experiments against wheat Fusarium head blight

依據(jù)《小麥赤霉病測報技術(shù)規(guī)范》[16]調(diào)查小麥赤霉病穗數(shù)和各穗病級，小麥赤霉病分5級：0級，不發(fā)??；1級，病小穗占全穗的1/4以下；2級，病小穗占全穗的1/4～1/2；3級，病小穗占全穗的1/2～3/4；4級，病小穗占全穗的3/4以上。

1.6 Z54防治小麥赤霉病田間試驗

1.6.1試驗田基本情況 試驗地位于江蘇省揚州市邗江區(qū)郊外農(nóng)田，為小麥赤霉病常發(fā)地塊，供試田塊基本苗密度均勻，肥力適中，植株生長勢基本一致，供試小麥品種為寧麥13，常規(guī)肥水管理。

1.6.2試驗設計 參照《殺菌劑防治小麥赤霉病》[17]進行大田試驗，對揚花期的小麥田采用隨機區(qū)組法劃定小區(qū)，每小區(qū)20 m2，設4個處理(表1)，每個處理設3個重復。于2018年4月25日(揚花初期)和5月2日分兩次施用，每次用藥量為750 L·hm-2。

1.6.3試驗安全性分析 第一次用藥后第3和7 d調(diào)查藥劑對作物是否有藥害，檢查植株葉片是否出現(xiàn)斑點、黃化、失綠、枯萎、卷葉、落葉等，植株是否出現(xiàn)縮節(jié)、簇生等癥狀。記錄藥害的類型和為害癥狀。

1.6.4試驗結(jié)果調(diào)查 于小麥乳熟期(5月16日和5月23日)分別調(diào)查發(fā)病情況，每個處理五點取樣，每點100穗，記錄病穗數(shù)和病級，并計算防效。病情指數(shù)的分級標準及病指防效的計算方法參照1.5.3。

1.7 數(shù)據(jù)處理與分析

在Microsoft Excel 2010中對平板抑菌率、病穗率、病情指數(shù)、病穗防效、病指防效等進行數(shù)據(jù)處理，用軟件SPSS 16.0進行統(tǒng)計分析，并用單因素方差分析的Duncan法進行多重檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 生防菌株的分離與篩選

從各地采集的小麥赤霉病病穗上共分離到175株細菌。將菌株按照菌落形態(tài)差異進行分類，共分成5組(表2)。從各分組的各采集地中至少選取一株生長速度最快的菌株進行初篩，總共選出32株細菌，供后續(xù)試驗用。

表2 試驗菌株分類及其采集地點Table 2 Classification of tested strains and their collection localities

采用共培養(yǎng)法檢測32株細菌菌株發(fā)酵液對亞洲鐮刀菌P2的拮抗作用，進行拮抗菌株的初篩，結(jié)果(圖1A)顯示，27株對P2均有不同程度的抑制作用，只有5株對P2沒有抑制作用。其中，11株對P2菌株的抑制作用明顯，含有Z54、Z53、CKJT1、Z3、B263-2、Z31、G11-14-2、Z38、Z6細菌菌液的PDA上P2菌株均未生長，含有G8-5-4、G12-6-1細菌菌液的培養(yǎng)基上P2生長嚴重受限(圖1B)。將11株拮抗細菌菌株分別與亞洲鐮刀菌P2菌株對峙培養(yǎng)，進行拮抗細菌菌株的復篩，結(jié)果(圖1C)顯示，Z54、Z53、CKJT1、Z3、G8-5-4、B263-2、Z31、G11-14-2、Z38、Z6、G12-6-1共11個菌株對亞洲鐮刀菌P2均有明顯抑制作用，與P2對峙培養(yǎng)6 d后，Z54對P2菌絲的抑制率達到70.13%。

顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，在PDA培養(yǎng)基上生長的亞洲鐮刀菌P2菌株的菌絲粗細均勻、纖長，菌絲頂端尖細(圖2)。但在對峙平板上，Z54形成的抑菌圈處，亞洲鐮刀菌P2菌絲形態(tài)異常，菌絲前沿生長明顯受到抑制，與CK菌絲相比，該處病原菌菌絲粗細不均勻，分支增加，頂端細胞發(fā)育受阻，生長畸形，形似葫蘆狀(圖2)。

注：A:抑制率，不同小寫字母表示不同材料間差異在P<0.05水平具有統(tǒng)計學意義；B：共培養(yǎng)；C:對峙培養(yǎng)。Note: A: Inhibition rate, different lowercase letters indicate statistically significant differences between different materials at P<0.05 level; B: Co-culture; C: Dual culture.圖1 拮抗細菌對亞洲鐮刀菌P2的拮抗作用Fig.1 Antifungal activities of antagonistic bacteria against P2 strain of F. asiaticum

圖2 不同處理的亞洲鐮刀菌P2菌絲前端形態(tài)Fig.2 Morphology of P2 strain of F. asiaticum in different treatments

2.2 拮抗菌Z54的形態(tài)學鑒定

拮抗菌Z54在LB平板上生長的菌落呈白色，不規(guī)則圓形隆起，不透明，后期菌落呈奶黃色，菌落表面有褶皺，中間凹陷，邊緣粗糙(圖3)。顯微鏡油鏡觀察，發(fā)現(xiàn)菌體呈短桿狀。過夜培養(yǎng)16 h只有極少數(shù)菌體開始產(chǎn)芽胞，培養(yǎng)72 h后，部分菌體產(chǎn)芽胞(圖3)。

圖3 拮抗菌Z54菌落形態(tài)和菌體形態(tài)Fig.3 Colony morphology and microscopic morphology of Z54

2.3 高活性拮抗菌的基因序列分析與系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建

對菌株的16S rDNA保守序列測序結(jié)果進行相關(guān)分析，并進行16S rDNA序列的同源性比較，結(jié)果顯示拮抗菌CKJT1、Z3、Z6、Z31、Z38、Z53、Z54與B.subtilis同源性最高，為98%；拮抗菌G8-5-4、G11-14-2、B263-2與Enterobacterludwigii同源性最高，為100%；拮抗菌G12-6-1與Sphingobacteriumfaecium同源性最高，為99%。

由16S rDNA基因的系統(tǒng)發(fā)育樹(圖4)可知，拮抗菌G8-5-4、G11-14-2、B263-2與E.ludwigii親緣關(guān)系最近，相似性為100%，將其鑒定為E.ludwigii；拮抗菌G12-6-1與S.faecium親緣關(guān)系最近，相似性為99%，將其鑒定為S.faecium。7個拮抗菌CKJT1、Z3、Z6、Z31、Z38、Z53、Z54與B.subtilis親緣關(guān)系最近，相似性98%，初步鑒定為B.subtilis。gyrB基因是蛋白編碼基因的典型代表，不會發(fā)生頻繁的水平轉(zhuǎn)移，在不同蛋白及蛋白的不同位點，其氨基酸替代率也不同，這就使得gyrB基因序列在鑒定芽胞桿菌近緣種方面，比16S rDNA具有更高的分辨率。對7株芽胞桿菌的gyrB基因構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，結(jié)果(圖4)顯示，7個菌株與B.subtilis親緣關(guān)系最近，有100%的相似性，因此將其鑒定為B.subtilis。

注：圖中加粗黑體菌株表示本研究中分離并鑒定的菌株。Note: Strains in bold were isolated and identified in present research.圖4 基于16S rDNA和gyrB序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.4 Phylogenetic trees based on 16S rDNA and gyrB sequence

2.4 拮抗菌Z54盆栽防治小麥赤霉病效果

從盆栽小麥接種亞洲鐮刀菌P2和拮抗菌Z54后結(jié)果(表3)可知，隨著處理時間的延長，各處理的病穗率和病情指數(shù)均有不同程度的增加。接種后第14 d，PCK2的病穗率達68.00%，PCK3的病穗率為17.32%，PT1和PT2處理的病穗率為19.26%、19.84%，比PCK2的病穗率降低48.74%、48.16%；病穗防效達到71.68%、70.82%，比PCK3低2.85%、3.71%。PT1和PT2的病情指數(shù)為9.63%、9.92%，比PCK2低29.77%、29.48%；病指防效達到75.56%、74.82%，比PCK3低4.46%、5.2%。接種后第21 d，PCK2的病穗率達84.80%，PCK3的病穗率為25.20%，PT1和PT2的病穗率為25.93%、26.19%，分別比PCK2的病穗率降低58.87%、58.61%，病穗防效達到69.43%、69.12%，分別比PCK3低0.86%、1.17%。PT1和PT2的病情指數(shù)分別為13.89%、14.29%，分別比PCK2低50.91%、50.51%，病指防效達到78.57%、77.95%，比PCK3低2.29%、2.91%。上述結(jié)果說明，拮抗菌Z54發(fā)酵液和菌體對小麥赤霉病原菌P2均具有較好的生防效果，可以降低赤霉病的發(fā)病率。

表3 Z54防治小麥赤霉病的盆栽試驗效果Table 3 Pot experiment results of Z54 strain against wheat Fusarium head blight

2.5 生防菌Z54的田間防治效果

兩次生防菌使用之后，發(fā)現(xiàn)各處理區(qū)小麥長勢正常，與清水對照區(qū)基本一致，小麥無明顯的藥害癥狀。說明生防菌和藥劑未對小麥的生長產(chǎn)生不良影響，比較安全。

從表4可以看出，處理后14 d，F(xiàn)T1和FT2處理的病穗率和病情指數(shù)差異均不顯著(P>0.05,P>0.01)，但均與FCK1差異顯著(P<0.05，P<0.01)；FT1、FT2和FCK1的病穗率分別為1.20%、1.13%、3.80%，病情指數(shù)分別為0.33%、0.32%、1.02%。FT1和FT2的病穗防效和病指防效在P<0.05和P<0.01水平均差異顯著，F(xiàn)T2均優(yōu)于FT1，且與FCK2均差異顯著(P<0.05，P<0.01)；FT1、FT2和FCK2的病穗防效分別為68.42%、70.18%、78.95%，病指防效分別為67.21%、68.85%、80.33%。處理21 d后，F(xiàn)T1、FT2和FCK2處理之間病穗率和病情指數(shù)均差異不顯著(P>0.01)，均與FCK1差異顯著；處理FT1和FT2之間無顯著性差異，但與FCK2和FCK1在P<0.05水平差異顯著，F(xiàn)T1、FT2、FCK2和FCK1的病穗率分別為1.33%、1.27%、1.00%、4.87%，病情指數(shù)分別為0.40%、0.37%、0.27%、1.52%。FT1、FT2 的病穗防效和病指防效均與FCK2在P<0.05和P<0.01水平差異顯著，F(xiàn)T1、FT2和FCK2的病穗防效分別為72.60%、73.97%、79.45%，病指防效分別為73.63%、75.82%、82.42%。

綜上，隨著調(diào)查時間的延長，F(xiàn)T1、FT2和FCK2的防治效果均有不同程度的提高，其中FCK2的病穗防效和病指防效最好，F(xiàn)T2效果其次，F(xiàn)T1效果較差，三者在P<0.05和P<0.01水平均差異顯著。氰烯菌酯是目前大田中防治小麥赤霉病效果最好的化學藥劑。14 d時，Z54菌體和發(fā)酵液處理的病穗防效較氰烯菌酯處理低10.53%、8.77%，病指防效低13.12%、11.48%；21 d時，Z54菌體和發(fā)酵液處理的病穗防效較氰烯菌酯處理低6.85%、5.48%，病指防效低8.79%、6.60%。

表4 Z54防治小麥赤霉病的田間試驗效果Table 4 Field experiment results of Z54 strain against wheat Fusarium head blight

3 討論

小麥赤霉病的生物防治研究已有一些報道，但尚未見到專門針對亞洲鐮刀菌的生防研究。Zhang等[1]研究發(fā)現(xiàn)亞洲鐮刀菌主要產(chǎn)生3-乙?；撗跹└牭毒┐?3-ADON)類毒素，而禾谷鐮刀菌只產(chǎn)生15-乙?；撗跹└牭毒┐?15-ADON)類毒素。Ward等[18]研究發(fā)現(xiàn)，與產(chǎn)生15-ADON毒素的鐮刀菌群體相比，產(chǎn)生3-ADON的鐮刀菌群體能產(chǎn)生更多的毒素，表現(xiàn)出更強的繁殖力和更快的生長速率。盡管小麥赤霉病的種群組成和毒素化學型不是完全一一對應的，但亞洲鐮刀菌的流行危害以及產(chǎn)生的毒素應引起更多重視。本研究以亞洲鐮刀菌為防治對象，篩選出具有高拮抗活性的Z54菌株，經(jīng)分子生物學鑒定結(jié)合形態(tài)學分析，將該菌株鑒定為枯草芽胞桿菌。共培養(yǎng)和平板對峙試驗表明，Z54菌株能顯著抑制亞洲鐮刀菌菌絲的生長。盆栽試驗表明，Z54菌株的菌體與菌株發(fā)酵液對亞洲鐮刀菌的防效分別為78.57%和77.95%；田間小區(qū)試驗顯示，菌體與菌株發(fā)酵液對小麥赤霉病的防效分別為73.63%和75.82%。說明Z54菌株的菌體和菌株發(fā)酵液對亞洲鐮刀菌的防治效果較好，具有良好的應用前景。

在前期關(guān)于小麥赤霉病生物防治的研究中，已有枯草芽胞桿菌作為拮抗菌的報道。余桂容等[19]從小麥葉片和穗部分離篩選出兩株枯草芽胞桿菌B4、B6，對禾谷鐮刀菌引起的小麥赤霉病防效均能達到68%以上。劉偉成等[20]從小麥植株上分離篩選到8株拮抗性芽胞桿菌，有7株是枯草芽胞桿菌，其中抑菌活性最強的菌株B08對禾谷鐮刀菌的防治效果達到65%以上。本研究中，枯草芽胞桿菌Z54對亞洲鐮刀菌引起的小麥赤霉病防效達到69%以上，與上述研究的防效相近。田間小區(qū)試驗結(jié)果顯示，Z54發(fā)酵液處理對小麥赤霉病的防效優(yōu)于菌體處理，可能是由于發(fā)酵液中產(chǎn)生的某些抑菌代謝產(chǎn)物也具有抑菌作用。因此，枯草芽胞桿菌Z54可作為小麥赤霉病防治的優(yōu)良生防菌資源。然而，枯草芽胞桿菌Z54拮抗禾谷鐮刀菌的作用機制，仍然不清楚，需要進一步研究。

多菌靈曾經(jīng)是防治小麥赤霉病應用最廣泛的化學藥劑，但是由于長期使用導致病原菌抗藥性增加，多菌靈對小麥赤霉病的防治效果變差。氰烯菌酯是目前生產(chǎn)上防治小麥赤霉病效果較好的化學藥劑之一，盡管生防菌Z54的防治效果與其相比稍差，但是從減少化學農(nóng)藥使用、減緩病原菌抗藥性產(chǎn)生的角度出發(fā)，生物防治是更加理想的選擇。生防菌Z54屬于芽胞桿菌，繁殖力強，抗逆性強，對環(huán)境的適應性強，易于定殖。因此，利用拮抗效果好的芽胞桿菌菌劑對小麥赤霉病進行生物防治，對持續(xù)控制病害流行、保證小麥的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有重要意義。