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贝莱斯芽胞杆菌SDTB038的分离鉴定及其生防作用的思考
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  • 编辑:vicky
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  • 论文编号:el2021112221512425354
  • 日期:2021-11-22
  • 来源:上海论文网

农学论文哪里有?笔者经过研究,得出以下结论:(1)从番茄根际分离出的细菌菌株 SDTB038 能抑制致病疫霉的生长。此外,SDTB038 还对真菌性病原菌尖镰孢菌和立枯丝核菌,细菌性病原菌青枯雷尔氏菌等多种病原菌有很好的抑菌效果。(2)根据形态学特征,生理生化特性,16S rR NA,gyrA,gyrB 基因序列构建系统发育树等结果分析,最终将菌株 SDTB038 鉴定为贝莱斯芽胞杆菌(B.velezensis)。(3)在温室试验中,B.velezensis SDTB038 能够防治马铃薯晚疫病,并且能够促进植株生长(株高和茎粗)。


1 前言


1.1 马铃薯晚疫病

马铃薯(Solanum tuberosum L.)是茄科茄属植物,原产于南美洲,在全世界近200 个国家和地区广泛种植和栽培,中国已有 400 多年的种植历史(Lawrence 等,2019;李华伟等,2020)。马铃薯是无性繁殖的高度杂合四倍体作物,适合在阴凉环境下栽培(侯乾等,2020)。马铃薯生长周期短,用途多和产量高,主要种植国家有中国,美国和印度等(魏千贺等,2018;程永乐,2019)。马铃薯具有重要的经济价值,营养价值和药用价值,含有丰富的淀粉、蛋白质和维生素等,其中含量最多的是碳水化合物中的淀粉(陶春生,2020)。马铃薯还具有改善血脂、降血压的作用,对多种肿瘤细胞具有抑制作用,并且可以辅助预防某些疾病(Tsang 等,2018)。马铃薯在我国种植面积和分布范围都位居前列,中国也是最大的马铃薯消费国(侯丁一等,2020;张星等,2021)。在中国,马铃薯是一种粮食作物,主要用于生产饲料,淀粉和工业原料(Chai 等,2014)。2015 年,中国农业部提出要大力发展马铃薯产业以确保粮食安全,振兴我国农村经济(祝菊澧等,2020)。但是,近年来随着种植面积的扩大和连作障碍问题的出现,马铃薯病虫害逐渐增加(熊悯梓等,2020)。

晚疫病是我国马铃薯四大主产区中首要病害,每年造成我国马铃薯减产约 10%-15%,西南地区高达 15%-40%(马中正等,2020;蒋伟等,2021)。在适宜的环境条件下,晚疫病会迅速蔓延,严重影响马铃薯的产量和块茎质量(Haas 等,2009)。晚疫病病害在相对较高的温湿度和雨水条件下迅速发展并传播,可能在短时间内危害整个薯田(Kirk 和 Wharton,2014)。晚疫病是马铃薯上的一种毁灭性病害,是全世界马铃薯生产的最重要制约因素之一,造成了 1840s 时爱尔兰马铃薯饥荒(Haverkort 等,2009;王腾等,2017)。晚疫病在全球每年造成约 80 亿美元的经济损失,严重影响国民经济并对全球粮食安全造成威胁(Cooke 等,2012;Runno-Paurson 等,2013;王洪洋和田振东,2018)。因此,晚疫病的有效防控对马铃薯安全生产和国民经济具有重要意义(李磊等,2020)。

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3 结果


3.1 菌株 SDTB038 的抑菌活性

我们从泰安市房村镇的开花番茄根际土壤中分离出 23 种具有生防潜力的细菌菌株。在这些细菌菌株中,菌株 SDTB038 对致病疫霉具有最佳的拮抗效果,抑菌直径达到 1.81 cm(图 1)。

图 1 SDTB038 生防菌株与致病疫霉的平板抑制作用

图 1 SDTB038 生防菌株与致病疫霉的平板抑制作用

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4 讨论


4.1 生防菌的分离与鉴定

通过形态和生化特征鉴定细菌的传统方法已逐渐被基于可翻译核苷酸序列的定量准确分析方法所取代。自从 Mullis 等人于 1986 年发明 PCR 技术(Mullis 和 Faloona1987)以来,已经开发了各种基因分类方法,例如质粒作图和 16S rR NA 序列分析。在这项研究中,对马铃薯晚疫病表现出良好控制作用的拮抗菌株 SDTB038 被鉴定为贝莱斯芽胞杆菌(B. velezensis),比化学防治方法在田间取得了更好的防治效果。我们发现 B. velezensis SDTB038 提高了植物对病害发展的抵抗力,并表现出增产作用。除拮抗作用外,该菌株还可以促进植株生长并提高田间产量。本研究从土壤中分离出拮抗菌株 SDTB038,但要确定拮抗菌株 SDTB038 在土壤中的特定作用,还需要未来深入研究。

 试验仪器设备

 试验仪器设备

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4.2 生防菌防治马铃薯晚疫病的可行性分析

目前,抗病育种和使用化学杀菌剂是防治马铃薯晚疫病的有效方法。长期不科学地使用单一化学农药使得抗性问题日益严重(Haverkort 等,2009)。甲霜灵和其他苯酰胺类杀菌剂已广泛用于马铃薯晚疫病的预防和治疗。然而,在商业上使用这些杀真菌剂后不久,出现了致病疫霉的抗性菌株(Gisi 和 Cohen,1996)。氟醚菌酰胺和SDHI 杀菌剂具有交叉抗性(Li 等,2019)。因此,氟醚菌酰胺应与烯酰吗啉或保护性杀菌剂混合或轮换使用,以延缓病原体对氟醚菌酰胺的抗药性(Li 等,2019)。作为替代方案,该杀真菌剂可以与生物防治细菌联合使用以减少所需的量,这也适用于与高抗性相关的其他杀真菌剂,特别是用于延迟对新杀真菌剂的抗性发展。因此,从理论上讲,使用贝莱斯芽胞杆菌 SDTB038 可以延迟抗药性。此外,本研究中的处理组可以防治晚疫病并在一定程度上减少食物损失。贝莱斯芽胞杆菌 SDTB038 可用于减少因晚疫病,化学药品的使用以及对农药的依赖而造成的食物损失。

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5 结论


5.1 主要结论

(1)从番茄根际分离出的细菌菌株 SDTB038 能抑制致病疫霉的生长。此外,SDTB038 还对真菌性病原菌尖镰孢菌和立枯丝核菌,细菌性病原菌青枯雷尔氏菌等多种病原菌有很好的抑菌效果。

(2)根据形态学特征,生理生化特性,16S rR NA,gyrA,gyrB 基因序列构建系统发育树等结果分析,最终将菌株 SDTB038 鉴定为贝莱斯芽胞杆菌(B.velezensis)。

(3)在温室试验中,B.velezensis SDTB038 能够防治马铃薯晚疫病,并且能够促进植株生长(株高和茎粗)。

(4)B.velezensis SDTB038 能够减少田间试验中化学试剂的使用,结果表明贝莱斯芽胞杆菌可开发为生物农药。

(5)B.velezensis SDTB038 能够产生一些脂肽类物质抑制病原菌的生长。通过脂肽基因扩增后,发现 B.velezensis SDTB038 能够产生表面活性素和丰源素。通过 UPLC-Q-TOF-MS(四级杆飞行时间串联质谱)分析,发现 B.velezensis SDTB038 能够产生表面活性素。

参考文献(略)

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