摘 要:采用平板對峙法和離體葉片防效法,測定從深州蜜桃果園發(fā)病植株的健康桃果實(shí)中分離篩選出生防菌株枯草芽孢桿菌SF-29對桃樹黑星病病原菌嗜果枝孢菌的抑制作用。結(jié)果表明:菌株SF-29能夠分泌胞外抑菌物質(zhì),對嗜果枝孢菌孢子萌發(fā)抑制率達(dá)到93.28%。
關(guān)鍵詞:桃樹黑星病;生防細(xì)菌篩選;病原菌抑制
中圖分類號:S436.621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI編碼:10.19440/j.cnki.1006-9402.2024.04.005
深州蜜桃鮮嫩多汁,汁甜如蜜,在國內(nèi)外享有盛譽(yù)[1]。桃黑星病是桃樹常見的主要病害之一,我國各桃產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生。前期果實(shí)小,病斑不易被發(fā)現(xiàn)。由于該病的危害,常使果品質(zhì)量變劣,嚴(yán)重影響桃的經(jīng)濟(jì)效益。除侵染桃外,還能侵害李、杏等核果類果樹。
細(xì)菌是一種重要的生防物質(zhì),也是一種極具應(yīng)用前景的生防劑[2]。本研究以深州蜜桃為對象,進(jìn)行了黑星病生防菌的篩選及生防效果評價(jià),以期為深州蜜桃的生物防治提供理論依據(jù)和生防菌資源。
1 材料與方法
1.1 材料 供試菌株:桃樹黑星病病菌(嗜果枝孢菌)分離自深州蜜桃病害果實(shí),并保存于衡水學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室;生防菌分離自蜜桃園發(fā)病植株的健康桃果實(shí)。
供試培養(yǎng)基:PDA培養(yǎng)基、NA培養(yǎng)基、LB液體培養(yǎng)基、無機(jī)鹽培養(yǎng)基。
儀器:生化培養(yǎng)箱SPX-150B-Z,高壓蒸汽滅菌鍋YXQ-LS-50A,超凈工作臺BJ-2CD,紫外分光光度計(jì)T9CS;冰箱BCD-226TX,TS-211B臥式振蕩培養(yǎng)箱。
1.2 方法
1.2.1 生防細(xì)菌分離與純化 生防菌分離與純化參照劉旭等[3]的方法進(jìn)行。2021年10月從染病植株上隨機(jī)選取健康桃果,用自來水清洗,然后在消毒工作臺上用消毒過的濾紙吸干;再用70%乙醇沖洗40 s,0.9%次氯酸鈉沖洗10 min,最后用無菌水沖洗4~5遍。用最后1次的清洗液作為對照組(200 ul),涂于NA板上,置28 ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)3~5 d,如果沒有菌生長,則說明組織表面已無菌。將5 g已完全消毒的桃果原料放置在裝有少許石英沙的滅菌研缽中,碾磨直到成漿狀,添加1 mL無菌水,放置15 min,將上清物稀釋到3個(gè)濃度梯度10-1,10-3,10-5,每濃度取1 mL涂布于NA平板上,重復(fù)3次,置于28 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3~5 d。選取單個(gè)菌種進(jìn)行純化,以作試驗(yàn)用菌種。
1.2.2 生防細(xì)菌篩選
1.2.2.1 平板對峙法 取28 ℃黑暗培養(yǎng)3 d的病原菌,打取菌落邊緣菌盤(d=5 mm),放置于PDA平板中心,以待測微生物為接種物,置于病原菌兩側(cè)3 cm處平行劃線培養(yǎng),28 ℃,培養(yǎng)4 d,測定抑菌圈的寬度,篩選抑菌效果較好的菌株進(jìn)行后續(xù)研究[3]。
1.2.2.2 離體葉片防效試驗(yàn) 嗜果枝孢菌孢子懸浮液的制備[4]:以桃果園為材料,收集受病菌侵染的新葉片,送至實(shí)驗(yàn)室,用水漂洗,用無塵棉包好葉柄,放入裝有潮濕濾紙的平板上,20 ℃保濕培養(yǎng)2 d。用無菌刷子把病斑上的分生孢子刷到無菌水里制成孢懸液,然后以2 000 r/min,離心15 min,離心3次,然后用去離子水進(jìn)行稀釋,得到8€?05 cfu/mL的孢懸液,待用。
生防菌發(fā)酵液配制:將生防菌接種于100 mL滅菌的 NA培養(yǎng)液中,28 ℃,120 r/min,培養(yǎng)48 h。得到的發(fā)酵液用無離子水稀釋至108 cfu/mL孢懸液,備用。
選擇健康、長勢均勻的桃葉,無菌水清洗后,用無菌棉花蓋上葉柄,葉背向上,放在鋪有濕潤濾紙的培養(yǎng)皿中。1個(gè)培養(yǎng)皿放1片葉子,1片葉子為1重復(fù),10次重復(fù)。葉片接種嗜果枝孢菌懸液(8€?05 cfu/mL),24 h后葉片噴1種待測生防菌懸浮液(108 cfu/mL),以無菌清水為對照,用一種封閉的薄膜將培養(yǎng)皿密封。光照和黑暗12 h交替,28 ℃保濕培養(yǎng)7 d。統(tǒng)計(jì)葉片發(fā)病情況,篩選出防治桃瘡痂病害效果較好的生防菌。
病情指數(shù)=Σ(各級別發(fā)病葉數(shù)×相應(yīng)等級)/(調(diào)查 葉片總數(shù)×9)×100;防治效果/%=(對照病情指數(shù)-處理 病情指數(shù))/對照病情指數(shù)×100%。
0級表示,不帶病斑;1級,發(fā)病范圍不超過全葉5%;3級,發(fā)病范圍為全葉的6%~25%;5級,發(fā)病范圍可達(dá)26%~50%;7級時(shí),發(fā)病區(qū)域達(dá)51%~75%;9級時(shí),發(fā)病范圍超過76%,發(fā)生在全葉。
1.2.3 生防細(xì)菌鑒定 對所篩選到的生防菌進(jìn)行革蘭染色和顯微鏡下的形態(tài)學(xué)分析[5]。
1.2.4 生防菌株SF-29抑制嗜果枝孢菌分生孢子萌發(fā)的試驗(yàn) 生防菌株SF-29無菌發(fā)酵濾液的制備:按1%、3%、5%、7%、9%的接種量分別接種于LB培養(yǎng)液中制備發(fā)酵液。用0.22 €祄的濾膜過濾發(fā)酵液,獲得無菌發(fā)酵液,待用。將該菌株制成菌懸液(在500倍顯微鏡下可見25個(gè)孢子)與嗜果枝孢菌孢懸液配制成生防菌發(fā)酵液濃度為0、50、100、300、500 mL/L的混懸液,3次重復(fù),以清水作對照,28 ℃,保濕培養(yǎng)8~10 h。觀察嗜果枝孢菌分生孢子萌發(fā)情況(芽管大于孢子的最小直徑,判定為萌發(fā))[6]。
1.2.5 生防菌株SF-29抑菌物質(zhì)的提取及對嗜果枝孢菌的抑菌活性 生防菌SF-29接種于LB培養(yǎng)液中,28 ℃,150 r/min震蕩24 h,發(fā)酵液經(jīng)10 000 r/min離心20 min,除去菌體,上清液添加不同的硫酸銨,硫酸銨飽和度分別為10%、20%、25%、30%、35%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%,在4 ℃,放置24 h,棄上清,沉淀用25 mmol/L磷酸緩沖液溶解,分析脫鹽后,用濾紙片法[7]測定對嗜果枝孢菌的抑菌圈大小。以LB培養(yǎng)液為對照。
1.3 數(shù)據(jù)分析 采用SPSS18.0軟件、Duncan's方法及One-Way ANOVA 對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 生防細(xì)菌分離與篩選 從深州蜜桃果實(shí)中共分離得到48株細(xì)菌。通過平板對峙法和離體葉片測定分離到的細(xì)菌。結(jié)果表明:篩選到7株細(xì)菌能有效地抑制桃瘡痂病菌(見表1)。平板對峙法測定SF-29的抑菌帶寬度最大,為25.31 mm,SF-29離體葉片防治效果最好,達(dá)到98.46%,因此,所篩選到的細(xì)菌SF-29為最優(yōu)生防細(xì)菌。
2.2 生防細(xì)菌SF-29的鑒定 生防細(xì)菌SF-297菌落形狀橢圓形、表面紋狀皺褶、凸起、有黏液不整齊,不透明、顏色為白色。SF-29菌株革蘭氏反應(yīng)陽性,直、小短桿,芽孢橢圓形。
生防細(xì)菌SF-297生理生化性質(zhì)由表2可知,甘露醇、木糖、檸檬酸鹽等為陽性反應(yīng);纖維二塘、葡萄糖等為陰性反應(yīng)。
2.3 生防細(xì)菌與化學(xué)藥劑抑制嗜果枝孢菌孢子萌發(fā)的對比效果
2.3.1 生防細(xì)菌SF-29抑制嗜果枝孢菌孢子萌發(fā)的效果 生防細(xì)菌SF-29抑制嗜果枝孢菌孢子的萌發(fā)(如圖1)。不同接種量對嗜果枝孢菌孢子萌發(fā)的效果不同,接種量3%、SF-29無菌懸液與嗜果枝孢菌孢子懸液配比為500 mL/L時(shí),嗜果枝孢菌孢子萌發(fā)抑制率達(dá)到93.28%。依次增加接種量分別為4%、5%時(shí),嗜果枝孢菌孢子萌發(fā)抑制率略有提高,分別為95.72%、96.39%。綜合考慮,采用3%的接種量。
2.4 生防細(xì)菌SF-29抑菌物質(zhì)的提取及對嗜果枝孢菌的抑菌活性 從表3可以看出,在硫酸銨濃度為10%~35%時(shí),對嗜果枝孢菌都有抑制作用,硫酸銨濃度為30%時(shí),所提取的化合物具有較強(qiáng)的抑制作用,抑菌圈直徑達(dá)46.23 mm。
3 結(jié)論與討論
本研究采用平板對峙法和離體葉片法,測定從深州蜜桃果園發(fā)病植株的健康桃果實(shí)中分離篩選出的48株細(xì)菌對桃樹黑星病的防治效果。結(jié)果表明:SF-29在發(fā)酵過程中產(chǎn)生了大量的外源抑菌物質(zhì),硫酸銨濃度為30%時(shí),所提取到的物質(zhì)對嗜果枝孢菌的抑菌圈直徑達(dá)46.23 mm,接種量3%、SF-29無菌懸液與嗜果枝孢菌孢子懸液配比為500 mL/L時(shí),對嗜果枝孢菌孢子萌發(fā)抑制率達(dá)到93.28%。
生防菌枯草芽孢桿菌是一類普遍分布于自然環(huán)境中的無病原微生物,可分泌大量具有抑菌活性的多肽,對革蘭氏陽性微生物具有抑制作用,對霉菌,革蘭氏陰性微生物及酵母等也具有抑制作用[8]。
本研究所篩選到的SF-29對桃樹黑星病菌嗜果枝孢菌具有較強(qiáng)的抑制作用,為桃黑星病的生物防治提供理論依據(jù)和生防菌資源。
參考文獻(xiàn)
[1] 范玉貞.土壤性質(zhì)及養(yǎng)分與深州蜜桃品質(zhì)的關(guān)系[J].北方園藝,2010(19):22-23.
[2] Curtis F D, Lima G,Vitullo D,et al.Biological control of Rhizoctonia solani and Sclerotium rolfsii on tomato by delivering antagonistic bacteria through a drip irrigation system[J].Crop Protection,2010,29(7): 663-670.
[3] 周棱波,黎定軍,陳 武,等.煙草赤星病拮抗菌的篩選[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2011(3) :100-101,104.
[4] LIU Xu,LIANG Man,WANG Yang,YU Ranyue,WANG Hua,LI Hua. Study on the pathogen biological characteristics andpathogenicity of grape downey mildew from different areas[J].Northern Horticulture,2013(6):119-122.
[5] 東秀珠,蔡妙英.常見細(xì)菌系統(tǒng)鑒定手冊[M].北京:科學(xué)出版社,2001,370-398.
[6] 慕立義,吳文君,王開運(yùn).植物化學(xué)保護(hù)研究方法[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社.
[7] 單文榮,李俊霞,劉花粉.濾紙片法篩選不同活性物對棉花黃萎病菌抑制效果研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2010,26(19):285-289.
[8] 劉 靜,王 軍,姚建明,等.枯草芽孢桿菌JA抗菌物特性的研究及抗菌肽的分離純化[J].微生物學(xué)報(bào),2004,44(4):511-513.