摘""要:由尖孢鐮刀菌嗜導(dǎo)管?;停‵usarium"oxysporum"f.sp."tracheiphilum)引起的豇豆枯萎病幾乎在所有豇豆種植區(qū)均有發(fā)生,在海南等國內(nèi)主要產(chǎn)區(qū)造成產(chǎn)量損失高達70%。利用微生物防治能減少農(nóng)藥的使用量,預(yù)防農(nóng)藥殘留的風險發(fā)生,該方法已被廣泛用于土傳病害的防控。但有關(guān)利用多功能微生物復(fù)合菌群防控豇豆枯萎病的研究仍鮮有報道。針對豇豆枯萎病的生物防控,本研究采用鉬銻比色法對10株解磷菌活性進行復(fù)篩,并評價其中高活性菌株與貝萊斯芽孢桿菌對豇豆生長及豇豆枯萎病的協(xié)同防控作用。結(jié)果表明:從10株解磷細菌復(fù)篩中發(fā)現(xiàn)蠟樣芽孢桿菌LMSY3PSB-2-2(簡稱為解磷菌P)為高效解磷菌;解磷菌P與拮抗菌貝萊斯芽孢桿菌(X5)的優(yōu)勢菌液最佳配比為2∶1;與單施解磷菌P或拮抗菌X5菌液相比,該配比復(fù)合菌液能顯著促進豇豆種子萌發(fā)與豇豆生長,提高豇豆根系活力,盆栽試驗中對豇豆枯萎病的防效達96%,提升土壤中有效磷含量最高達19%。研究結(jié)果為利用解磷菌P與拮抗菌X5的復(fù)合菌群促進豇豆生長和防控豇豆枯萎病提供理論指導(dǎo),為開發(fā)多功能復(fù)合微生物菌劑、促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:豇豆枯萎病;解磷細菌;貝萊斯芽孢桿菌;促生作用;防控效果中圖分類號:S476;S436.43""""""文獻標志碼:A
Synergistic"Effect"of"Phosphate-solubilizing"Bacillus"cereus"and"Biocontrol"Bacillus"velezensis
WANG"Ruicheng1,2,"ZHOU"You2,"TA"Yongquan2,"YANG"Tianming2,"CHEN"Meng2,"WANG"Jun2,"YANG"Yang2,"LIANG"Changcong2,"ZHANG"Shuhua1*,"YANG"Laying2*
1."School"of"Life"Science"and"Technology,"Changchun"University"of"Science"and"Technology,"Changchun,"Jilin"130022,"China;"2."Institute"of"Environmental"and"Plant"Protection,"Chinese"Academy"of"Tropical"Agricultural"Sciences"/"National"Key"Laboratory"of"Biological"Breeding"of"Tropical"Crops"/"Key"Laboratory"of"Comprehensive"Pest"Management"of"Tropical"Crops,"Ministry"of"Agriculture"and"Rural"Affairs"/"National"Fertilizer"Microbial"Germplasm"Bank"(Hainan)"/"Tropical"Agricultural"Microbial"Species"Library"of"Hainan"Province,"Haikou,"Hainan"571101,"China
Abstract:"Cowpea"Fusarium"wilt"caused"by"Fusarium"oxysporum"f.sp."tracheiphilum"occurs"in"almost"all"cowpea"growing"areas,"and"the"yield"loss"can"be"as"high"as"70%"in"major"domestic"producing"areas"such"as"Hainan."Currently,"chemical"control"measures"are"the"primary"management"strategy"in"China."The"use"of"microbial"biocontrol"agents"can"reduce"the"application"of"agrochemicals"and"mitigate"the"risks"of"pesticide"residues,"and"has"been"widely"adopted"for"the"management"of"soil-borne"diseases."However,"there"is"limited"research"on"the"use"of"multi-functional"microbial"consortia"for"the"biocontrol"of"Fusarium"wilt"in"cowpea."In"this"study,"we"screened"highly"efficient"phosphate-solubilizing"bacteria"(PSB)"using"the"molybdenum-antimony"colorimetric"method,"and"evaluated"the"synergistic"effects"of"the"selected"PSB"strain"and"the"antagonistic"Bacillus"velezensis"strain"on"cowpea"growth"and"Fusarium"wilt"control."From"10"phosphate-solubilizing"bacterial"isolates,"we"identified"B."cereus"LMSY3PSB-2-2"(abbreviated"as"P)"as"a"highly"efficient"PSB"strain."The"optimal"ratio"of"the"PSB"strain"P"to"the"biocontrol"strain"B."velezensis"X5"was"determined"to"be"2∶1."Compared"to"the"individual"application"of"the"PSB"strain"P"or"the"biocontrol"strain"X5,"the"composite"inoculum"at"this"ratio"significantly"enhanced"cowpea"seed"germination,"plant"growth,"and"root"vigor."Under"pot"experiments,"the"composite"inoculum"achieved"a"96%"disease"control"effect"against"Fusarium"wilt"and"increased"the"available"soil"phosphorus"content"by"19%."The"results"would"provide"a"theoretical"guide"for"utilizing"the"PSB"strain"P"and"the"antagonistic"strain"X5"in"a"microbial"consortium"to"promote"cowpea"growth"and"control"Fusarium"wilt,"laying"a"foundation"for"the"development"of"multi-functional"composite"microbial"products"to"support"sustainable"agriculture.
Keywords:"cowpea"Fusarium"wilt"disease;"phosphate-solubilizing"bacteria"(PSB);"Bacillus"velezensis;"growth-promoting"effects;"disease"control"efficacy
DOI:"10.3969/j.issn.1000-2561.2025.05.020
豇豆枯萎病是由尖孢鐮刀菌嗜導(dǎo)管?;停‵usarium"oxysporum"f.sp."tracheiphilum,"FOT)引起的維管束病害,它通過傷口或直接穿透根部,然后在木質(zhì)部定殖。被侵染的豇豆植株表現(xiàn)為基部莖腫脹、葉片褪綠、變黃、落葉、枯萎、維管變色,甚至植株死亡。幾乎所有豇豆種植區(qū)均有豇豆枯萎病的發(fā)生。在澳大利亞西北部、巴西東北部、尼日利亞、美國東南部和加利福尼亞州的中央谷地均報道過豇豆枯萎病的發(fā)生[1]。我國主要在廣東、福建、廣西、海南、江西等地為害較多,目前已遍布所有豇豆產(chǎn)區(qū),產(chǎn)量損失高達70%[2]。近年來,由于海南三亞市豇豆多年連作,土壤條件惡化,三亞市豇豆枯萎病大面積流行,發(fā)生嚴重地塊可減產(chǎn)70%~80%,嚴重影響豇豆生產(chǎn)[3]。目前豇豆枯萎病的防治手段有選育抗病品種、輪作、土壤消毒、控制線蟲、化學(xué)防治和生物防治等[4]。國內(nèi)使用最多的防治手段是化學(xué)防治,但是由于豇豆長期使用化學(xué)農(nóng)藥,近年來國內(nèi)豇豆農(nóng)藥殘留超標等問題頻繁發(fā)生[5-6]。利用微生物防治土傳病害是近年來的熱點,微生物不僅可以生活在土壤中與病原菌形成長期對抗,降低病害發(fā)生,而且能減少農(nóng)藥的使用量,預(yù)防農(nóng)藥殘留的風險發(fā)生[7]。
截至目前,木霉菌[8-12]、絲狀菌根真菌[13]、解淀粉芽孢桿菌[14]、貝萊斯芽孢桿菌[15]、鏈霉菌[16]及相關(guān)微生物菌劑[17]已被用于防控豇豆枯萎病。然而,在微生物群落高度復(fù)雜的土壤中,單一生防菌株往往存在定殖率低、持效期短和防效不穩(wěn)定等問題。構(gòu)建不同功能互補的多物種復(fù)合微生物菌群作為提高單一生防菌生防效率的有效措施之一,在過去10"a中已得到迅速發(fā)展,在包括熱區(qū)農(nóng)業(yè)等多種農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用[18]。但有關(guān)利用多功能復(fù)合菌群防控豇豆枯萎病的研究仍鮮有報道。
本課題組前期從不同生境中進行了多功能有益微生物的分離及活性評價。從黎母山野生香蕉根際土壤中分離得到高活性的解磷菌株蠟樣芽孢桿菌LMSY3PSB-2-2;從海南紅樹林中分離得到1株既有解磷能力,又對植物病原菌具有廣譜抑菌活性的貝萊斯芽孢桿菌X5?;诖耍狙芯渴紫葘ι鲜?株高活性菌株和其余8株解磷菌進行解磷活性復(fù)篩,獲得1株高解磷活性菌株;通過對高活性解磷菌株與X5共培養(yǎng)過程中解磷和拮抗活性評價,獲得具有高解磷、高抑菌活性的多功能復(fù)合菌群;通過離體和盆栽試驗,對復(fù)合菌群促進豇豆生長和防控豇豆枯萎病的活性進行評價,以期為利用多功能復(fù)合菌群防控豇豆枯萎病提供理論指導(dǎo)。
1.1""材料
1.1.1""供試土壤""土壤樣品采自海南省??谑协偵絽^(qū)云龍鎮(zhèn),土壤類型為紅壤土,采樣點為豇豆根周土壤。取回實驗室后在121"℃條件下高壓滅菌60"min,反復(fù)3次。
1.1.2"nbsp;供試菌株""高活性解磷菌蠟樣芽孢桿菌LMSY3PSB-2-2(簡稱為解磷菌P)、解磷及高拮抗活性菌貝萊斯芽孢桿菌X5(簡稱為拮抗菌X5)以及其余8株解磷菌BWLY1PSB-1、BWZY2PSB-"2、BWLY1PSB-3、XSZSY2PSB-4、LMSY2PSB-5、BWLY2PSB-7、BWLY2PSB-8、LMSY1PSB-8-2,均由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護研究所微生物資源研究與利用研究組分離鑒定并保存,豇豆枯萎病病原菌FOT菌株由三亞市熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院贈送。
1.1.3""供試植物""選用豇豆翠玉長隆品種,挑選成熟飽滿的豇豆種子,經(jīng)0.2%高錳酸鉀溶液消毒15"min和連續(xù)清水沖洗2次后風干,備用[19]。
1.2""方法
1.2.1""菌株培養(yǎng)""在20"mL三角瓶中倒入約5"mL"LB培養(yǎng)液,用滅菌牙簽分別挑取供試菌株單菌落置于三角瓶中,于37"℃、180"r/min震蕩培養(yǎng)16"h后,將供試菌液OD600均調(diào)至1.0,用于后續(xù)菌株組合培養(yǎng)、解磷能力和拮抗能力測定。
豇豆枯萎病菌株FOT接種于PDA平板上,置于28"℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7"d,直至菌絲長滿整個培養(yǎng)皿,利用打孔器打孔挑取新鮮菌餅接種于PDA平板用于拮抗試驗。
1.2.2""菌株解磷能力測定""參考陳瑋[20]改進的鉬銻抗比色法進行供試菌株的解磷能力測定。分別取200"mL不同菌株種子液接種于裝有50"mL無機磷液體培養(yǎng)基(葡萄糖10.0"g、硫酸銨2.0"g、磷酸三鈣5.0"g、胰蛋白胨0.5"g、去離子水1000"mL、pH"7.00~7.50)的150"mL三角瓶中,于37"℃、180"r/min條件下震蕩培養(yǎng)7"d。然后吸取各菌株培養(yǎng)液2"mL于10"000"r/min條件下離心10"min,在700"nm波長下測定上清液吸光值(OD700),以未接菌作為空白對照。以O(shè)D700為縱坐標(y),解磷量為橫坐標(x)繪制磷標準曲線,得到鉬銻抗磷標準曲線線性回歸方程為y=0.2834x-0.0121(R2=0.99),通過磷標準曲線回歸方程計算溶液中的有效磷含量,以確定菌株解磷能力。
1.2.3""解磷菌與芽孢桿菌不同濃度組合培養(yǎng)后菌液的菌落數(shù)量、解磷能力與拮抗能力測定""(1)不同配比菌液搖培。將解磷菌P和拮抗菌X5分別以7.5"μL和7.5"μL、5.0"μL和10.0"μL、10.0"μL和5.0"μL的量接種至裝有5"mL"LB培養(yǎng)液的20"mL三角瓶中,獲得解磷菌P與拮抗菌X5濃度組合比例分別為1∶1、1∶2、2∶1,于37"℃、180"r/min條件下震蕩培養(yǎng)16"h獲得共培養(yǎng)菌液。
(2)不同配比菌液菌落生長情況。采用菌落計數(shù)法,將上述培養(yǎng)的濃度組合菌液,用滅菌超純水分別稀釋106、107、108倍后涂布于LB培養(yǎng)基平板,每個稀釋倍數(shù)設(shè)置3次重復(fù),置于37"℃培養(yǎng)箱,24"h過夜觀察菌落生長情況,統(tǒng)計LB平板上不同組合的解磷菌P與拮抗菌X5的數(shù)量。
(3)不同配比菌液解磷能力測定。根據(jù)1.2.2的方法,在無機磷液體培養(yǎng)基中分別接種解磷菌P、拮抗菌X5以及解磷菌P和拮抗菌X5不同配比菌液200"μL,于37"℃、180"r/min條件下震蕩培養(yǎng)7"d后,測定不同配比菌液解磷能力。
(4)不同配比菌液對豇豆枯萎病病原菌的拮抗作用。分別取10.0"μL解磷菌P、拮抗菌X5以及解磷菌P和拮抗菌X5不同濃度組合培養(yǎng)菌液,接種至平板上距真菌菌餅左右兩側(cè)1"cm處,每個處理重復(fù)3次。于28"℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5"d后,觀察拮抗效果,并以十字交叉法測量菌落直徑,計算抑制率。抑制率=(對照平均直徑-處理平均直徑)/對照平均直徑×100%。
1.2.4""復(fù)合菌劑對豇豆的促生作用測定""(1)供試菌液的制備。解磷菌P、拮抗菌X5以及解磷菌P和拮抗菌X5比例為2∶1的復(fù)合菌劑(2∶1)接種于滅菌液體LB培養(yǎng)基中,于37"℃、180"r/min搖床中培養(yǎng)約48"h(涂布LB平板計算其濃度),然后以4000"r/min離心10"min,棄上清液,以無菌水重懸菌體沉淀,將重懸的菌液稀釋至濃度為106"CFU/mL,備用。
(2)聯(lián)合培養(yǎng)菌液對豇豆的促生作用。分別設(shè)置清水為對照(CK)、解磷菌P(P)、拮抗菌X5(X5)、解磷菌P和拮抗菌X5接種比例為2∶1的復(fù)合菌劑(2∶1),共4個處理,每個處理放置12粒種子于種子萌發(fā)袋中,每個處理重復(fù)3次,培養(yǎng)5"d后,計算發(fā)芽率(GR)。GR=Gt/T×100%,式中,Gt表示t時間內(nèi)發(fā)芽的種子總數(shù),T表示供試種子總數(shù)"。
(3)根系活力測定。參照朱秀云等[21]的TTC法測定根系活力,獲得根系活力測定的標準曲線方程:y=7.8623x-0.0322(R2=0.9997)。
1.2.5""復(fù)合菌劑對豇豆枯萎病的防控效果評價""采用盆栽試驗對復(fù)合菌劑對豇豆枯萎病的防控效果進行評價。分別設(shè)置清水對照(CK)、解磷菌P(P)、拮抗菌X5(X5)、2∶1的復(fù)合菌劑(2∶1)、豇豆枯萎病病原菌(Fusarium"oxysporum"f.sp."tracheiphilum,"FOT)、豇豆枯萎病病原菌和解磷菌P(FOT+P)、豇豆枯萎病病原菌和拮抗菌X5(FOT+X5)、豇豆枯萎病病原菌和2∶1的復(fù)合菌劑(FOT+2∶1),共8個處理。每個處理重復(fù)3次,每個重復(fù)6株幼苗。在移苗前,將病原菌混入土中,使土壤中病原菌終濃度為105"CFU/g。苗定植1周后分別加入各處理菌液,土壤中終濃度為105"CFU/g,依據(jù)土壤濕潤度適時補充水分。上述各處理在植株栽培70"d時,測定每個處理組豇豆的根系活力、葉綠素含量、莖高和根長,并統(tǒng)計豇豆枯萎病發(fā)生情況與病情指數(shù)。將整株植株連根拔起,然后縱切豇豆苗根基部,根據(jù)POTTORFF等[1]的分級標準進行病情分級鑒定。根據(jù)病情指數(shù)計算復(fù)合菌劑對豇豆枯萎病的防治效果。發(fā)病率=發(fā)病株數(shù)/總株數(shù)×100%;病情指數(shù)=∑(各級病株數(shù)×該病級值)/(總株數(shù)×最高級值)×100;防治效果=(CK病情指數(shù)-處理病情指數(shù))/CK病情指數(shù)×100%。
1.2.6""土壤養(yǎng)分含量測定""在盆栽試驗前在供試土壤中加入磷酸三鈣,使其終濃度為5.0"g/kg,經(jīng)過盆栽試驗后,使用LD-TYA型土壤養(yǎng)分速測儀,測定各處理組土壤的有效磷、有效鉀、銨態(tài)氮含量。
1.3""數(shù)據(jù)處理
采用Excel"2010、SPSS"19.0和MEGA"11軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析,并制圖,采用Duncan’s法進行多重比較。
2.1""不同菌株解磷能力的復(fù)篩
采用鉬銻抗比色法對實驗室前期篩選得到的10株具有解磷能力的菌株進行活性復(fù)篩(圖1)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),蠟樣芽孢桿菌LMSY3PSB-2-2(簡稱為解磷菌P)搖培后,無機磷培養(yǎng)基中的有效磷含量高達78"mg/L,顯著優(yōu)于其他菌株;菌株不同小寫字母表示差異顯著(Plt;0.05)。
BWZY2PSB-2、BWLY1PSB-3、XSZSY2PSB-4、LMSY2PSB-5、BWLY2PSB-8、LMSY1PSB-8-2搖培后的有效磷含量次之;貝萊斯芽孢桿菌X5(簡稱為拮抗菌X5)、BWLY1PSB-1、BWLY2PSB-7和LMSY1PSB-8-2搖培后的有效磷含量最小。說明解磷菌P的解磷能力最強,因此選擇該菌株與拮抗菌株X5進行后續(xù)的共培養(yǎng)試驗。
2.2""解磷菌株P(guān)與拮抗菌株X5共培養(yǎng)及其活性測定
為探索解磷菌株P(guān)與拮抗菌株X5能否共培養(yǎng)形成多功能復(fù)合菌群,對2株菌不同配比共培養(yǎng)后的生長狀況、解磷能力以及拮抗活性進行測定。由圖2A可知,2株菌不同配比組合共培養(yǎng)后的菌液涂布在LB平板上可以觀察到解磷菌株P(guān)與拮抗菌株X5的菌落,說明二者之間可共培養(yǎng)。由圖2B可知,解磷菌P與拮抗菌X5的配比為2∶1時,其共培養(yǎng)菌液對無機磷液體培養(yǎng)液的解磷能力最強,有效磷含量高達90"mg/L,顯著高于單菌及其他配比的解磷能力。比單一解磷菌P的有效磷含量提高25%,比單一拮抗菌X5或1∶2復(fù)配菌液相比,提高有效磷含量可達47%。表明接種較低濃度拮抗菌X5可顯著提高解磷菌P的解磷能力。因此選用解磷菌P與拮抗菌X5的配比為2∶1進行后續(xù)試驗。
由圖2C和圖2D可知,解磷菌P對豇豆枯萎病病原菌FOT無拮抗作用,但拮抗菌X5對豇豆枯萎病病原菌FOT具有較強的拮抗作用,抑制率為80%。當解磷菌P與拮抗菌X5的配比為2∶1時,對病原菌FOT的抑制率達到85%。通過比較分析發(fā)現(xiàn),復(fù)配比例為2∶1的菌液對病原菌的拮抗能力顯著性高于單菌劑X5處理,混合培養(yǎng)后菌液對病原菌FOT拮抗能力上升的原因可能是混合培養(yǎng)后產(chǎn)生了新的拮抗物質(zhì)。
2.3""復(fù)合菌劑對豇豆的促生作用
為明確上述配比共培養(yǎng)復(fù)合菌劑菌懸液對豇豆的促生作用,采用種子萌發(fā)袋測定各處理對豇豆種子萌發(fā)及萌發(fā)后幼苗的根系活力。結(jié)果表明,與CK相比,不同菌株接種處理均顯著促進豇豆種子萌發(fā)。其中,接種復(fù)合菌群(2∶1)后種子發(fā)芽率最高(89%),接種解磷菌P次之(82%),拮抗菌X5較低(60%),發(fā)芽率分別比CK提高了111.9%、85.2%和42.8%(圖3A)。此外,接種復(fù)合菌群(2∶1)后豇豆幼苗根系活力最高,顯著高于其他處理;接種解磷菌P和拮抗菌X5后豇豆幼苗根系活力次之;CK的根系活力最低(圖3B)??梢?,解磷菌P與拮抗菌X5配比為2∶1所組成復(fù)合菌群可顯著促進豇豆種子萌發(fā)和豇豆幼苗根系活力,對豇豆具有良好的促生作用。
2.4""復(fù)合菌劑對豇豆枯萎病的防控效果評價
進一步采用盆栽試驗對解磷菌P與拮抗菌X5按2∶1共培養(yǎng)后的促生及防病效果進行測定。由圖4A可知,解磷菌P與拮抗菌X5復(fù)合菌共培養(yǎng)菌液對豇豆枯萎病的防效高達96%,拮抗菌X5的防效次之,解磷菌P的防效較弱。根系活力、株高、根長以及葉綠素含量等植株表型測定結(jié)果表明,在未接種豇豆枯萎病病原菌FOT的4個處理中,與CK相比,接種生物菌劑均增加豇豆根系活力、株高、根長及葉綠素含量。其中復(fù)合菌劑2∶1處理的根系活力、株高和根長最大,葉綠素含量最大,均顯著高于其他處理;解磷菌P處理的次之,但顯著高于CK;與CK相比,拮抗菌X5顯著增加豇豆根系活力,但株高和根長與CK間無顯著差異。接種復(fù)配菌劑對豇豆枯萎病的防效為96%,株高增長28.5%,根系活力提升32.7%,葉綠素含量提升24.3%(圖4B~圖4D)。可見,在無病原菌入侵的情況下,復(fù)合菌劑比單一有益微生物對植物的促生作用更明顯,且解磷菌P可能在復(fù)合菌群功能發(fā)揮中起主要作用。在接種豇豆枯萎病病原菌FOT的4個處理中,接種生物菌劑后均緩解了病原菌FOT對豇豆根系活力、株高及根長的抑制作用。其中復(fù)合菌2∶1處理的根系活力、株高和根長最大;拮抗菌X5處理次之;解磷菌P處理較小。可見,在豇豆枯萎病病原菌FOT入侵的情況下,復(fù)合菌群較單一有益微生物對病原菌危害的緩解作用明顯,且拮抗菌X5可能在復(fù)合菌群功能發(fā)揮中起主要作用。
此外,在盆栽條件下測定了不同處理土壤的有效磷(P)、速效鉀(K)和銨態(tài)氮(N)含量。結(jié)果表明,在未接種豇豆枯萎病病原菌FOT的4個處理中,與CK相比,3個生物菌劑處理均顯著增加土壤有效磷和速效鉀含量,但對銨態(tài)氮含量的增加差異不顯著。在接種豇豆枯萎病病原菌FOT的4個處理中,與病原菌處理(FOT)相比,3個生物菌劑處理均顯著增加土壤有效磷含量,其中最高提升率為19%,但對速效鉀和銨態(tài)氮含量的增加差異不顯著(圖4E)??傮w而言,復(fù)合菌劑的促生和防病功能均顯著提高,并且增加了土壤中的有效磷含量,且對土壤有效磷、速效鉀和銨態(tài)氮的增加量高于單一菌劑處理。
綜上所述,與單一菌劑相比,復(fù)合菌劑對豇豆生長和枯萎病的防治均具有明顯的增強作用;但與單一菌劑的防病促生作用相比,解磷菌P與拮抗菌X5的協(xié)同促生和防病作用之間可能存在一種權(quán)衡策略,即在無病原菌侵染的條件下,解磷菌P對豇豆植株各項指標的提升作用高于拮抗菌X5;但在病原菌侵染條件下,拮抗菌X5對豇豆植株各項指標的提升作用高于解磷菌P。
據(jù)研究,貝萊斯芽孢桿菌(Bacillus"velezensis)因其分布廣、繁殖快、次級代謝產(chǎn)物豐富等特點,在作物病害的綠色防控中具有廣闊的應(yīng)用前景[22-24]。本研究發(fā)現(xiàn)平板拮抗豇豆枯萎病病原菌的能力達到85%。目前非致病性蠟樣芽孢桿菌(B."cereus)菌株表現(xiàn)出促進植物生長的性狀,可在農(nóng)業(yè)中用作生物肥料和生物防治劑[25-26],通過形成生物膜定殖植物根部[27],且可與其他細菌物種混合應(yīng)用后形成混合生物膜[28],而形成生物膜的微生物對抗生素、化學(xué)品、熱、紫外線輻射和其他環(huán)境脅迫的耐藥性增加,對植物健康有益[29-30],如余旋等[31]研究發(fā)現(xiàn)解磷的蠟樣芽孢桿菌可顯著促進美國山核桃苗的生長發(fā)育,提高植株的凈光合速率及全磷吸收量。本研究也發(fā)現(xiàn)盆栽豇豆苗施用蠟狀芽孢桿菌菌劑后對豇豆的促生作用達到89%,且單施或與貝萊斯芽孢桿菌聯(lián)用均能顯著提高土壤有效磷含量。
在自然界中,99%的微生物以復(fù)合菌群的形式存在,這些復(fù)合菌群被廣泛應(yīng)用于環(huán)境修復(fù)、食品工業(yè)和人類健康等方面。目前菌根真菌、木霉、內(nèi)生真菌以及其他植物根際促生細菌(plant"growth-promoting"rhizobacteria)之間的聯(lián)合應(yīng)用已取得較好進展[32-35]。已有研究表明,2種及2種以上細菌復(fù)配處理對病害防效和植株的促生作用優(yōu)于單一細菌處理,如呂建林等[36]發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌和側(cè)孢芽孢桿菌混合使用可有效防治煙草青枯病,且比單一菌株處理的防治效果好;DE"BOER等[37]研究發(fā)現(xiàn),將2種不同的假單胞菌菌株進行復(fù)配,單一菌株對蘿卜枯萎病無顯著防效,但復(fù)配菌劑有顯著防效;徐媛媛等[38]利用貝萊斯芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌混合菌液對感病南豐蜜桔進行灌根,苗木的黃龍病陽性率顯著降低,提高了植株防御酶的表達,并促進植株產(chǎn)生更多的側(cè)根。本研究發(fā)現(xiàn)解磷菌蠟樣芽孢桿菌LMSY3PSB-"2-2與貝萊斯芽孢桿菌X5以2∶1復(fù)配,實現(xiàn)了解磷能力的提升,增強了對豇豆枯萎病病原菌的拮抗能力,促進了豇豆種子的萌發(fā),提升了植物根系活力,同時對豇豆枯萎病的防治效果高達96%??梢姡搹?fù)合菌劑具有開發(fā)成為復(fù)合微生物菌肥的潛力。
接種具有多功能特性的相容微生物復(fù)合菌群更能促進微生物菌劑防病、促生作用的發(fā)揮。復(fù)合菌群中微生物之間通過占據(jù)不同生態(tài)位、代謝互養(yǎng)、促進生物膜形成、協(xié)同產(chǎn)生抗生素等互作機制實現(xiàn)協(xié)同增效作用[18]。本研究后續(xù)將采用轉(zhuǎn)錄組、代謝組等技術(shù)來探索這2株菌在共培養(yǎng)條件下的功能基因和次級代謝產(chǎn)物的變化,并研究該復(fù)合菌群與豇豆植株的互作機制。此外,由于本研究僅開展了室內(nèi)試驗,后續(xù)需開展小區(qū)與大田試驗驗證解磷菌與貝萊斯芽孢桿菌的防控效果及對作物的促生能力。
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