摘要
根結(jié)線蟲Meloidogyne"spp.是常見的嚴(yán)重危害植物的寄生線蟲,給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來重大損失。本研究篩選到一株對南方根結(jié)線蟲2齡幼蟲具有較強毒殺能力并能有效抑制卵孵化的真菌Snef2766。通過形態(tài)學(xué)和ITS序列分析,鑒定其為因蘇特曲霉Aspergillus"insuetus。盆栽條件下,菌株Snef2766灌根能顯著減少番茄植株根結(jié)數(shù)和卵囊數(shù),減退率分別為6422%和5870%,并且促進番茄生長。溫室試驗結(jié)果表明,菌株Snef2766包衣和灌根處理均能有效防治番茄根結(jié)線蟲病,防效分別為6069%和6355%,同時促進番茄生長。綜上,因蘇特曲霉Snef2766具有顯著的促生和防治南方根結(jié)線蟲病效果。本文首次報道因蘇特曲霉能有效防治南方根結(jié)線蟲病,為根結(jié)線蟲病的生物防治提供新的生防微生物資源。
關(guān)鍵詞
南方根結(jié)線蟲;"因蘇特曲霉;"番茄;"鑒定;"防效
中圖分類號:
S"43245;"S"4761
文獻標(biāo)識碼:"A
DOI:"10.16688/j.zwbh.2024244
Screening,"identification"and"efficacy"of"biocontrol"fungi"against"southern"rootknot"nematode
WANG"Lifei1,"WU"Xiaobin1,"ZHU"Xiaofeng1,"WANG"Yuanyuan2,"ZHAO"Di3,"YANG"Ning1,"LIU"Xiaoyu4,DUAN"Yuxi1,"FAN"Haiyan1*,"CHEN"Lijie1*
(1."College"of"Plant"Protection,"Shenyang"Agricultural"University,"Shenyang"110866,"China;"2."College"of"
Bioscience"and"Biotechnology,"Shenyang"Agricultural"University,"Shenyang"110866,"China;"3."Analytical"
and"Testing"Center,"Shenyang"Agricultural"University,"Shenyang"110866,"China;"4."College"of"Science,"
Shenyang"Agricultural"University,"Shenyang"110866,"China)
Abstract
The"rootknot"nematode"(Meloidogyne"spp.)"is"one"of"the"most"common"and"harmful"plant"parasitic"nematodes,"causing"significant"losses"to"agricultural"production."The"fungus"strain"Snef2766"was"screened"in"this"study,"which"showed"high"nematocidal"activity"against"Meloidogyne"incognita"secondstage"juveniles"(J2)"and"could"effectively"inhibit"egg"hatching."Based"upon"morphological"characteristics"and"ITS"sequence"analysis,"strain"Snef2766"was"identified"as"Aspergillus"insuetus."Pot"experiments"demonstrated"that"root"irrigation"with"fermentation"filtrates"of"the"strain"Snef2766"significantly"reduced"root"knots"of"tomato"plant"and"egg"masses,"with"the"reduction"rates"of"6422%"and"5870%,"respectively,"and"promoted"the"growth"of"tomato"plants."Greenhouse"experiment"showed"that"strain"Snef2766"could"effectively"control"rootknot"nematode"disease"by"seedcoating"and"root"irrigation"treatment,"with"the"control"efficacy"of"6069%"and"6355%,"respectively,"and"promote"the"growth"of"tomato."Therefore,"A.insuetus"Snef2766"had"a"significant"effect"on"promoting"growth"and"controlling"southern"rootknot"nematode"disease."This"is"the"first"report"of"A.insuetus"as"a"biocontrol"agent"against"M.incognita,"which"provide"a"new"microbial"resource"for"the"biological"control"of"rootknot"nematode"disease.
Key"words
Meloidogyne"incognita;"Aspergillus"insuetus;"tomato;"identification;"biocontrol"effect
植物寄生線蟲因其難發(fā)現(xiàn)、難防控、侵染能力強、寄主范圍廣泛和傳播迅速等特點,已成為嚴(yán)重危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要病原物之一,在全球引起的農(nóng)業(yè)損失每年約1"570"億美元[13]。根結(jié)線蟲Meloidogyne"spp.是常見的危害農(nóng)作物最嚴(yán)重的植物寄生線蟲。其中,引發(fā)蔬菜和園林苗木根結(jié)線蟲病的主要以南方根結(jié)線蟲為主。南方根結(jié)線蟲發(fā)生嚴(yán)重時會引起植株根部腐爛,導(dǎo)致整株植物死亡,從而造成巨大的經(jīng)濟損失[45]。
目前,使用化學(xué)藥劑是防治南方根結(jié)線蟲病的主要方法[6]。但化學(xué)藥劑的使用存在對環(huán)境的不可逆污染,線蟲易產(chǎn)生抗藥性以及威脅人畜安全等問題。隨著人們生活水平的不斷提高,對食品安全和環(huán)境污染問題越來越關(guān)注,尋找安全有效的防治手段迫在眉睫。生物防治因安全無毒、不易產(chǎn)生抗性、對人畜安全、無污染等特點,是防治根結(jié)線蟲病的有效措施。生防真菌是生物防治的主要微生物資源之一,研究較多的有曲霉屬Aspergillus、木霉屬Trichoderma、節(jié)叢孢屬Arthrobotrys、擬青霉屬Paecilomyces等。其中,曲霉屬真菌在防治南方根結(jié)線蟲中被廣泛應(yīng)用。例如,黑曲霉A.niger"Snf009能夠產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物降低根結(jié)線蟲的種群數(shù)量,提高過氧化物酶、超氧化物歧化酶和過氧化氫酶等的活性,提高植株抗根結(jié)線蟲侵染的能力,有效防治南方根結(jié)線蟲?。?]。聚多曲霉A.sydowii"Snef210菌株發(fā)酵液對南方根結(jié)線蟲J2和卵有強毒殺能力,盆栽條件下顯著降低根結(jié)數(shù),有效防治番茄根結(jié)線蟲病[8]。日本曲霉A.japonicus"ZW1發(fā)酵濾液對南方根結(jié)線蟲J2具有毒殺作用[9]。但是,安全、穩(wěn)定、高效防治南方根結(jié)線蟲病的生防微生物資源仍然較少。因此,本研究以南方根結(jié)線蟲為靶標(biāo),篩選對南方根結(jié)線蟲J2有較強觸殺活性的真菌并對其進行鑒定,評價其對南方根結(jié)線蟲卵孵化的抑制效果以及盆栽和田間條件下防治南方根結(jié)線蟲病的能力和對番茄的促生長作用。旨在為南方根結(jié)線蟲病的防治提供新的潛在生防菌株。
1"材料與方法
1.1"供試材料
1.1.1"供試土壤樣品"
從遼寧省沈陽市采集不同寄主植物(花生、番茄、黃瓜等)的土壤樣品7份。
1.1.2"供試植物
番茄品種‘L402’,為南方根結(jié)線蟲的感病品種,購于遼寧園藝種苗有限公司。
1.1.3"供試培養(yǎng)基
馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)和馬鈴薯葡萄糖液體培養(yǎng)基(PD)參照文獻[10]配制,121℃高壓濕熱滅菌30"min后用于試驗。
1.2"土壤真菌菌株的分離純化
通過平板稀釋法對采集土樣中的真菌進行分離[11]。平板在28℃培養(yǎng)箱中倒置培養(yǎng)5~7"d,挑取顏色、形態(tài)不同的菌落進行純化,純化后的菌株使用15%的甘油保存在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)北方線蟲研究所-80℃冷庫中。
1.3"土壤真菌菌株發(fā)酵液和發(fā)酵濾液的制備
將菌株在PDA平板上活化,28℃條件下倒置培養(yǎng)3~5"d。用打孔器(d=9"mm)在菌落邊緣打取菌餅接種于裝有100"mL"PD的錐形瓶中,28℃條件下150"r/min振蕩培養(yǎng)5~7"d,獲得菌株發(fā)酵液。將真菌發(fā)酵液加入抽濾瓶中,取上清液通過022"μm無菌濾膜獲得真菌發(fā)酵濾液,備用[12]。
1.4"南方根結(jié)線蟲J2和卵懸液的制備
南方根結(jié)線蟲M.incognita采自遼寧省沈陽市遼中區(qū)吳家崗村(122°47′E,41°22′N)溫室中南方根結(jié)線蟲病嚴(yán)重田塊的番茄根系,在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)北方線蟲研究所溫室大棚的番茄植株上繁殖培養(yǎng)。選取南方根結(jié)線蟲病發(fā)生嚴(yán)重的番茄根系,沖洗干凈后,挑取單一飽滿的卵囊,放入小皿中用05%"NaClO消毒1"min,再用無菌水沖洗3~5次,移入裝有無菌水的孵化池中,置于25℃培養(yǎng),收集南方根結(jié)線蟲J2,用無菌水稀釋到所需濃度,用于觸殺活性測定和溫室盆栽條件下的防效測定試驗[13]。一部分卵囊戳破獲得卵懸液,用無菌水稀釋到所需濃度,用于卵孵化抑制試驗。
1.5"防治南方根結(jié)線蟲的生防真菌的篩選
取待測定菌株的發(fā)酵濾液400"μL分別加入到貝氏小皿中,再向皿中加入100"μL(約含50條J2)的線蟲懸浮液,以PD培養(yǎng)基處理為空白對照,每個處理重復(fù)3次。貝氏小皿放入25℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng),分別于24"h和48"h使用體視顯微鏡(SMZ161BLED,沈陽寧遠技術(shù)服務(wù)有限公司)觀察并記錄線蟲的死亡數(shù)和總數(shù)[14]。線蟲呈直線狀僵直,撥動無反應(yīng),即視為死亡。計算線蟲死亡率和校正死亡率。
死亡率=死亡線蟲總數(shù)/線蟲總數(shù)×100%;
校正死亡率=(處理組線蟲死亡率-對照組線蟲死亡率)/(1-對照組線蟲死亡率)×100%。
復(fù)篩試驗方法同初篩。選擇48"h時校正死亡率大于90%的真菌菌株作為候選生防菌,用于后續(xù)試驗。
1.6"菌株Snef2766的鑒定
1.6.1"菌株Snef2766的形態(tài)學(xué)鑒定
用打孔器(d=9"mm)在菌株Snef2766菌落邊緣打菌餅,置于PDA培養(yǎng)基平板正中央位置,平板在28℃培養(yǎng)箱中避光倒置培養(yǎng)7"d。觀察菌落的形狀、顏色、菌絲疏密度、生長速度、有無色素的產(chǎn)生、辨別是否有氣味等,同時使用光學(xué)顯微鏡觀察菌株的分生孢子梗和分生孢子形態(tài)。參照魏景超的《真菌鑒定手冊》和張中義的《中國真菌志》進行鑒定[1516]。
1.6.2"菌株Snef2766的分子鑒定
參考文獻中的方法提取真菌DNA[1719]。
采用真菌通用引物ITS1(5′TCCGTAGGTGAACCTGCGC3′)和ITS4(5′TCCTCCGCTTATTGATATGC3′)擴增菌株的ITS序列[20]。25"μL"PCR反應(yīng)體系:上游和下游引物各1"μL,DNA"模板2"μL,2×Taq"Master"Mix(Dye"Plus)"125"μL、ddH2O"85"μL。擴增程序為:94℃預(yù)變性5"min;94℃變性1nbsp;min,56℃復(fù)性1"min,72℃延伸2"min,循環(huán)30次;72℃延伸5"min,4℃保存。PCR產(chǎn)物通過12%的瓊脂糖凝膠電泳檢測,擴增后的產(chǎn)物提交給生工生物工程(上海)股份有限公司測序。將測序結(jié)果經(jīng)NCBI中BLAST數(shù)據(jù)庫比對分析,并使用MEGA"70軟件以neighborjoining法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育進化樹。同時,將菌株的ITS序列提交至GenBank,獲得基因登錄號。
1.7"菌株Snef2766發(fā)酵濾液對南方根結(jié)線蟲卵孵化的抑制能力測定
取菌株Snef2766的發(fā)酵濾液400"μL,加入到貝氏小皿中,再向每孔中加入100"μL南方根結(jié)線蟲卵懸液(約含300粒卵),以PD處理為空白對照,每處理重復(fù)3次。將貝氏小皿放入25℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24"h和48"h后分別使用體視顯微鏡觀察并記錄孵化出的線蟲數(shù),計算卵孵化率和相對抑制率[14]。
卵孵化率=孵化線蟲數(shù)/供試卵數(shù)×100%;
相對抑制率=(對照孵化線蟲數(shù)-處理孵化線蟲數(shù))/對照孵化線蟲數(shù)×100%。
1.8"菌株Snef2766發(fā)酵液對南方根結(jié)線蟲病的盆栽防效試驗
選擇飽滿的番茄種子,用1%的NaClO溶液進行表面消毒3"min,再用無菌水反復(fù)沖洗3~5次、晾干,播種于裝有營養(yǎng)土(沙子∶育苗基質(zhì)=1∶1)的育苗盤中,播種前營養(yǎng)土經(jīng)160℃滅菌180"min。待番茄幼苗生長至4葉期后,移栽入裝有滅菌營養(yǎng)土(土壤∶沙子∶育苗基質(zhì)=1∶1∶1)的花盆(95"cm×115"cm)中,每盆移栽1株番茄苗。移入花盆1周后,每株苗灌根10"mL菌株Snef2766發(fā)酵液(濃度為1×108"cfu/mL)并接種南方根結(jié)線蟲J2懸浮液2"mL"(約1"000條J2),分別以無菌水和PD培養(yǎng)基灌根處理且接種南方根結(jié)線蟲J2為對照,每處理重復(fù)5次。將花盆置于25℃、光周期L∥D=16"h∥8"h"的溫室中培養(yǎng),花盆完全隨機擺放。培養(yǎng)30"d后,測量番茄植株的株高、根長、植株莖葉和根的鮮重和干重等生理指標(biāo),調(diào)查根結(jié)數(shù)量和卵囊數(shù)量,計算根結(jié)線蟲病的根結(jié)減退率和卵囊下降率[8]。
根結(jié)減退率=(對照根結(jié)數(shù)-處理根結(jié)數(shù))/對照根結(jié)數(shù)×100%;
卵囊下降率=(對照卵囊數(shù)-處理卵囊數(shù))/對照卵囊數(shù)×100%。
1.9"菌株Snef2766對根結(jié)線蟲病的溫室防效試驗
溫室試驗區(qū)位于遼寧省錦州市太和區(qū)中環(huán)北路前山(121°03′E,41°07′N)。該溫室大棚的生產(chǎn)模式為黃瓜和番茄輪作,根結(jié)線蟲病發(fā)生嚴(yán)重。番茄起壟栽培:壟長65"m,壟間距16"m,植株間距026"m,每壟種植約25株番茄苗。采用Bridge等[21]的分級標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計病情:0級,無根結(jié);1級,須根上有一些小根結(jié);2級,須根上有一些明顯的小根結(jié)、主根上無根結(jié);3級,須根上有一些明顯的大根結(jié)、主根上無根結(jié);4級,須根上絕大部分是大根結(jié)、主根上無根結(jié);5級,一半根系有根結(jié)、主根上也有根結(jié);6級,主根上出現(xiàn)大量根結(jié);7級,絕大部分的主根上有根結(jié);8級,全部主根上有根結(jié);9級,全部根上有根結(jié);10級,主根上根結(jié)嚴(yán)重、無須根。
1.9.1"Snef2766發(fā)酵液灌根處理
種子處理方法同18,待番茄幼苗生長至4葉期后,移栽至溫室大棚。移苗當(dāng)天,用菌株Snef2766發(fā)酵液(濃度為1×108"cfu/mL)
對番茄幼苗進行灌根處理。以無菌水、PD培養(yǎng)基和18%阿維菌素乳油稀釋1"000倍液灌根為對照,每株苗灌根200"mL,每處理3個重復(fù),每重復(fù)5株苗,各處理隨機分布。移栽后30"d,將番茄苗整株挖出,保留完整根系,測量生理指標(biāo),調(diào)查根結(jié)指數(shù)并計算防效[22]。
根結(jié)指數(shù)=Σ(各級病株數(shù)×各級代表值)/(調(diào)查總株數(shù)×最高級代表值)×100;
防效=(對照根結(jié)指數(shù)-處理根結(jié)指數(shù))/對照根結(jié)指數(shù)×100%。
1.9.2"Snef2766發(fā)酵液包衣種子處理
番茄種子用1%"NaClO溶液表面消毒3"min,再用無菌水反復(fù)沖洗3~5次、晾干,于濃度為1×108"cfu/mL
的Snef2766發(fā)酵液中浸種5"min,取出晾干。分別以無菌水、PD培養(yǎng)基處理為對照,包衣體積比為1∶40。將包衣的番茄種子播種于裝有
滅菌
營養(yǎng)土(沙子∶育苗基質(zhì)=1∶1)的育苗盤中,待番茄幼苗生長至4葉期時移栽至溫室大棚[23]。移栽時,每處理3個重復(fù),每重復(fù)5株苗。各處理隨機分布。移栽后30"d,將番茄苗整株挖出,保留完整根系,測量生理指標(biāo),調(diào)查根結(jié)指數(shù)并計算防效。
1.10"數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析
使用Microsoft"Office"Excel"2010軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計,使用SPSS"statistics"220軟件進行試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,試驗采用Duncan氏新復(fù)極差法(Plt;005)進行差異顯著性分析。
2"結(jié)果與分析
2.1"南方根結(jié)線蟲生防真菌的分離和篩選
從采集的土壤樣品中共獲得44株真菌(表1),所有菌株均保存在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)北方線蟲研究所-80℃冰箱中。
以南方根結(jié)線蟲J2為靶標(biāo),篩選有高毒殺能力的菌株。真菌菌株的發(fā)酵濾液處理48"h后,校正死亡率大于90%的菌株7株,50%~90%的菌株25株,小于50%的菌株12株。選取處理48"h校正死亡率大于90%的7株菌株進行復(fù)篩。結(jié)果顯示,7株真菌菌株發(fā)酵濾液對南方根結(jié)線蟲"J2"均有高毒殺活性,其致死效果隨著處理時間的增加而增強。處理48"h后,菌株的校正死亡率均大于90%,其中,菌株Snef2766處理24"h和48"h對J2的毒殺活性最高,校正死亡率分別為9164%和9803%(表2)。選取該菌株進行后續(xù)研究。
2.2"菌株Snef2766的鑒定
在PDA培養(yǎng)基上,28℃完全避光條件下培養(yǎng),菌株Snef2766生長初期菌落為淡棕色,菌絲短絨狀、密實;培養(yǎng)3~5"d后菌落顏色開始轉(zhuǎn)深,出現(xiàn)深淺交接線,有深淺不一的溝壑形成,呈現(xiàn)輻射狀生長;培養(yǎng)7"d時,菌落直徑450"cm左右;生長后期菌落顏色全部轉(zhuǎn)深,背面黃色,會產(chǎn)生黃色素,顏色擴散至基質(zhì)中(圖1a,b)。菌株Snef2766生長較為緩慢,在光學(xué)顯微鏡下,菌絲末端形成球狀膨脹,分生孢子梗呈現(xiàn)“菊花狀”,孢子梗長短不一的生長在孢子頭上,分生孢子球形或近球形(圖1c)。
基于ITS基因序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹顯示,菌株Snef2766與因蘇特曲霉Aspergillus"insuetus(登錄號FJ8786281、MN6508391)具有100%的相似性(圖2)。同時,菌株Snef2766的ITS基因序列已提交GenBank"數(shù)據(jù)庫,序列號為PP549965。
結(jié)合菌株形態(tài)特征(圖1)和分子生物學(xué)鑒定(圖2),將菌株Snef2766鑒定為因蘇特曲霉A.insuetus。
2.3"因蘇特曲霉Snef2766發(fā)酵濾液對南方根結(jié)線蟲卵孵化的抑制效果
因蘇特曲霉Snef2766發(fā)酵濾液能有效抑制南方根結(jié)線蟲卵孵化,且隨著處理時間的延長抑制效
果增強。處理24"h和48"h時,對南方根結(jié)線蟲的卵孵化抑制率分別達到6766%和7931%。
2.4"因蘇特曲霉Snef2766發(fā)酵液對南方根結(jié)線蟲病的盆栽防治效果
在接種南方根結(jié)線蟲J2并經(jīng)過灌根處理30"d后,PD液體培養(yǎng)基處理的發(fā)病情況與無菌水處理無顯著差異。與PD對照相比,經(jīng)因蘇特曲霉Snef2766菌株發(fā)酵液灌根處理后,番茄植株根部的根結(jié)數(shù)量和卵囊數(shù)量均顯著下降,根結(jié)減退率和卵囊減退率分別為6422%和5870%(圖3)。
盆栽條件下,對不同處理后番茄植株的生理指標(biāo)進行了測定。移栽30"d后,PD處理的植株生長情況與無菌水處理無顯著差異(圖4、表3)。與PD對照相比,經(jīng)過菌株Snef2766發(fā)酵液處理后的番茄植株株高、根長、株鮮重、根鮮重、株干重和根干重均顯著增加,分別增加1853%、5526%、5059%、5278%、3721%和8462%(圖4、表3)。盆栽試驗結(jié)果表明,菌株Snef2766發(fā)酵液灌根處理可以有效地抑制番茄根結(jié)線蟲病的發(fā)生,同時還可以促進番茄植株生長。
2.5"因蘇特曲霉Snef2766發(fā)酵液對根結(jié)線蟲病的溫室防治效果
因蘇特曲霉Snef2766發(fā)酵液在大棚的表現(xiàn)與盆栽試驗結(jié)果基本一致。試驗結(jié)果表明,移栽后30"d,PD液體培養(yǎng)基處理的番茄發(fā)病情況、根長、根鮮重和根干重與無菌水處理無顯著差異,株高顯著低于無菌水處理。移栽30"d后,因蘇特曲霉Snef2766發(fā)酵液和阿維菌素灌根處理后的根結(jié)指數(shù)分別為2883和3777,顯著低于無菌水和PD處理的根結(jié)指數(shù)(7911和7443)。因蘇特曲霉Snef2766灌根處理的防效為6355%,顯著高于阿維菌素處理的防效(5226%)。而且,因蘇特曲霉Snef2766灌根處理后與無菌水和PD處理相比顯著增加了番茄的株高和根鮮重。采用因蘇特曲霉Snef2766發(fā)酵液對番茄種子包衣處理的試驗結(jié)果表明,溫室大棚條件下,移栽30"d后,因蘇特曲霉Snef2766包衣處理后的番茄植株根結(jié)指數(shù)顯著下降,防效為6069%,同時番茄植株的株高、根鮮重和根干重均有顯著提高(圖5、表4)。
3"結(jié)論與討論
利用生防微生物防治南方根結(jié)線蟲病是可持續(xù)治理的理想途徑之一。目前,能有效防治根結(jié)線蟲病的生防微生物資源仍然有限,挖掘穩(wěn)定、高效的南方根結(jié)線蟲生防菌迫在眉睫。本研究從土壤中分離、篩選獲得1株對南方根結(jié)線蟲J2具有較強觸殺能力的真菌菌株Snef2766,通過形態(tài)學(xué)鑒定和ITS基因序列分析鑒定其為因蘇特曲霉A.insuetus。曲霉作為一種重要的生防微生物資源,已廣泛應(yīng)用于植物線蟲病害生物防治研究中。水稻潛根線蟲Hirschmanniella"spp.經(jīng)日本曲霉A.japonicus和黑曲霉處理72"h后的死亡率分別為937%和967%[24]。百歲蘭曲霉A.welwitschiae對水稻根結(jié)線蟲有良好的毒殺作用和抑制作用,溫室盆栽條件下可使侵染線蟲數(shù)量減少405%,且延緩線蟲發(fā)育[25]。土曲霉A.terreus對南方根結(jié)線蟲J2具有高毒性,南方根結(jié)線蟲死亡率約為68%[26]。泡盛曲霉A.awamori"BS05在盆栽條件下對南方根結(jié)線蟲病的防治效果為449%[27]。因蘇特曲霉Snef73對南方根結(jié)線蟲J2有觸殺作用,但其抑制卵孵化效果、溫室及田間條件下的防效未知[28]。本研究發(fā)現(xiàn)因蘇特曲霉Snef2766對南方根結(jié)線蟲J2有較強的觸殺作用、并可有效抑制卵孵化,在溫室盆栽和溫室大棚條件下,對根結(jié)線蟲病的防效高于60%,而且顯著促進植株生長。本研究首次報道因蘇特曲霉能有效防治南方根結(jié)線蟲病。
曲霉可產(chǎn)生具有殺線蟲活性的酶、抗生素、揮發(fā)性物質(zhì)和毒素等代謝產(chǎn)物,通過毒殺作用、抑制卵孵化等作用來防治根結(jié)線蟲病害[2932]。黑曲霉DE09002產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶和胞外蛋白酶在抗線蟲侵染過程中起重要作用[29]。亮白曲霉A.candidus中分離得到的化合物檸檬酸使南方根結(jié)線蟲卵的孵化減少94%以上[30]。煙曲霉A.fumigatus"1T2發(fā)酵液中分離鑒定出一種結(jié)構(gòu)簡單的線蟲拮抗化合物2糠酸,其對南方根結(jié)線蟲表現(xiàn)出有效的致死活性[31]。本研究發(fā)現(xiàn)因蘇特曲霉Snef2766顯示出較高殺線蟲活性和卵孵化抑制作用,并隨處理時間的增加而增強。而且,因蘇特曲霉可以產(chǎn)生具有抗菌、抗病毒和抗腫瘤等活性的化合物包括萜類、苯酚類、糖苷類、環(huán)肽類等[32]。因此,需要針對因蘇特曲霉菌株Snef2766殺線蟲活性物質(zhì)進行分離純化和結(jié)構(gòu)鑒定研究。
曲霉不僅能夠防治植物病害,而且能夠有效促進植物生長發(fā)育。黑曲霉"Z8具有良好的促生功能,顯著增加大豆芽的生物量,提高大豆幼苗的株高、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、可溶性糖、可溶性蛋白含量[33]。盆栽條件下,黑曲霉ZJ17對白芷具有促生作用[34]。日本曲霉M1對玉米植株有顯著促生效果,不僅提高玉米植株鮮重和干重,而且顯著增加土壤有效磷含量[35]。本研究發(fā)現(xiàn),溫室盆栽和溫室大棚條件下因蘇特曲霉Snef2766均能顯著增加番茄株高和根鮮重等生理指標(biāo)。但因蘇特曲霉Snef2766菌株促進番茄植株生長的活性物質(zhì)及機制還有待進一步研究。
利用生防菌灌根和包衣處理種子是防治植物病害的有效措施之一。在溫室條件下,塔賓曲霉A.tubingensis通過包衣種子處理和灌根處理,均能減少南方根結(jié)線蟲J2的侵入量并降低線蟲發(fā)育[36]。以適宜濃度的黑曲霉作為丸?;N衣劑的有效成分處理高粱種子,可以使株高矮化增強其抗倒伏能力,對高粱葉斑病有一定的防效[37];盆栽試驗中,土曲霉MR9孢子懸浮液灌根處理防風(fēng),對防風(fēng)枯萎病防效為6786%,防治效果較好[38]。本研究發(fā)現(xiàn),因蘇特曲霉Snef2766發(fā)酵液灌根和包衣番茄種子處理后均能有效防治南方根結(jié)線蟲病的發(fā)生。在生產(chǎn)實踐中,灌根和包衣種子處理也將是該菌株可供選擇的使用方法。
本研究篩選并鑒定出一株因蘇特曲霉Snef2766,能有效防治根結(jié)線蟲病并促進番茄植株生長,具有較好的應(yīng)用潛能,但需要進一步評價其田間生防效果、解析生防和促生機理等,為南方根結(jié)線蟲病的防治提供新的潛在生防資源和策略支持。
參考文獻
[1]"李解放."南方根結(jié)線蟲趨化性相關(guān)基因的初步研究[D]."昆明:"云南大學(xué),"2020.
[2]"ABAD"P,"GOUZY"J,"AURY"J"M,"et"al."Genome"sequence"of"the"metazoan"plantparasitic"nematode"Meloidogyne"incognita"[J]."Nature"Biotechnology,"2008,"26(8):"909915.
[3]"BIRD"D"M,"KOLTAI"H."Plant"parasitic"nematodes:"Habitats,"hormones,"and"horizontallyacquired"genes"[J]."Plant"Growth"Regulation,"2000,"19(2):"183194.
[4]"段玉璽."植物線蟲學(xué)[M]."北京:"科學(xué)出版社,"2011.
[5]"彭煥,"趙薇,"姚珂,"等."植物寄生線蟲基因組學(xué)研究進展[J]."生物技術(shù)通報,"2021,"37(7):"313.
[6]"盧志軍,"陳明遠,"黃健,"等."土壤化學(xué)熏蒸劑在根結(jié)線蟲防治中的應(yīng)用[J]."中國植保導(dǎo)刊,"2016,"36(9):"5964.
[7]"李頌,"段玉璽,"朱曉峰,"等."黑曲霉次生代謝產(chǎn)物對番茄抗根結(jié)線蟲病效果的影響[J]."中國蔬菜,"2011(4):"44"49.
[8]"王帥,"郭龍玉,"朱曉峰,"等."聚多曲霉Snef210對南方根結(jié)線蟲毒性的研究[J]."植物保護,"2018,"44(6):"5560.
[9]"何瓊,"李丙雪,"王冬亞,"等."日本曲霉ZW1發(fā)酵濾液的殺線蟲活性和發(fā)酵條件優(yōu)化[J]."中國生物防治學(xué)報,"2020,"36(4):"619627.
[10]張春秋,"馬光恕,"廉華,"等."木霉對黃瓜幼苗生理特性及枯萎病防治效果的影響[J]."植物保護,"2018,"44(5):"238246.
[11]宿靜瑤."蘋果樹腐爛病菌拮抗菌的分離、篩選和鑒定[D]."呼和浩特:"內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),"2021.
[12]李磊,"趙俊杰,"劉瑩瑩,"等."高效根結(jié)線蟲生防真菌篩選及其性能研究[J]."生物學(xué)雜志,"2021,"38(6):"7074.
[13]劉維志."植物線蟲學(xué)研究技術(shù)[M]."沈陽:"遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,"1995.
[14]陸然,"王媛媛,"朱曉峰,"等."八角根圍土壤真菌種類鑒定及其對南方根結(jié)線蟲的活性評價[J]."植物保護,"2014,"40(6):"4246.
[15]魏景超."真菌鑒定手冊[M]."上海:"上??茖W(xué)技術(shù)出版社,"1979.
[16]張中義."中國真菌志[M]."北京:"科學(xué)出版社,"2003.
[17]SAGHAIMAROOF"M"A,"SOLIMAN"Knbsp;M,"ALLARD"R"A"J"W."Ribosomal"DNA"spacerlength"polymorphisms"in"barley:"Mendelian"inheritance,"chromosomal"location,"and"population"dynamics"[J]."Proceedings"of"the"National"Academy"of"Sciences"of"the"United"States"of"America,"1984,"81(24):"80148018.
[18]DOYLE"J."A"rapid"DNA"isolation"procedure"for"small"quantities"of"fresh"leaf"tissue"[J]."Phytochemical"Bulletin,"1987,"19:1115.
[19]GUO"Liangdong,"HYDE"K"D,"LIEW"E"C"Y."Identification"of"endophytic"fungi"from"livistona"chinensis"based"on"morphology"and"rDNA"sequences"[J].New"Phytologist,"2000,"147(3):"617630.
[20]FAN"Haiyan,"YAO"Meiling,"WANG"Haiming,"et"al."Isolation"and"effect"of"Trichoderma"citrinoviride"Snef1910"for"the"biological"control"of"rootknot"nematode,"Meloidogyne"incognita"[J/OL]."BMC"Microbiology,"2020,"20(1):"299."DOI:"101186/s12866020019844.
[21]BRIDGE"J,"PAGE"S"L"J."Estimation"of"rootknot"nematode"infestation"levels"on"roots"using"a"rating"chart"[J]."Tropical"Pest"Management,"1980,"26(3):"296298.
[22]趙勁捷."根瘤內(nèi)生細(xì)菌抗南方根結(jié)線蟲的生物活性研究[D]."沈陽:"沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué),"2020.