張 濤,雷幫星,何 勁,文曉鵬*,譙利軍
(1.貴州大學 農業生物工程研究院/生命科學學院,山地植物資源保護與種質創新省部共建教育部重點實驗室,貴州貴陽550025;2.貴州大學 教育部西南藥用生物資源工程研究中心,貴州 貴陽550025;3.貴陽學院,貴州貴陽550005)
幾種微生物菌劑對煙草白粉病的抑制效應
張 濤1,雷幫星2,何 勁3,文曉鵬1*,譙利軍2
(1.貴州大學 農業生物工程研究院/生命科學學院,山地植物資源保護與種質創新省部共建教育部重點實驗室,貴州貴陽550025;2.貴州大學 教育部西南藥用生物資源工程研究中心,貴州 貴陽550025;3.貴陽學院,貴州貴陽550005)
為煙草白粉病的生物防治及生物農藥開發提供理論依據,采用噴霧法研究GuBC-1、GuBC-2、GuBC-3、GuBC-4、GuBC-5、GuBC-6和GuBC-7等7種細菌菌株發酵液對煙草白粉病的防治效果。結果表明:菌株GuBC-1和GuBC-2對煙草白粉病的防治效果最好,病情指數分別為51.29和49.67,顯著低于清水對照(95.95);除GuBC-6外,其他6個菌株對煙草株高、鮮重和干重均有促進作用,其中,GuBC-1處理促生作用最明顯,株高、鮮重和干重分別為11.3cm、7.65g和0.95g,分別比對照提高44.2%、74.9%和63.2%。菌株GuBC-1可作為生防菌開發和應用。
煙草白粉病;生物防治;病情指數;生長指標
煙草(Nicotianatabacum)是我國重要的經濟作物之一,貴州省是煙葉的重要產區,每年烤煙產量600萬擔左右,約占全國煙葉生產總量的15%[1]。近年來,隨著煙草種植面積的擴大,煙草白粉病(Erysiphecichoracearum)已發展成為危害烤煙生產的重要病害之一,給烤煙發展帶來巨大隱患[2]。該病在煙草整個生育期均能造成危害[3],受害煙葉調制后呈棕褐色,煙葉薄,油份少,香氣品質差,造碎率高[4]。現階段煙草白粉病防治仍以化學防治為主,30%特富靈可濕粉劑、12%腈菌唑乳油、40%福星乳油和15%三唑酮可濕性粉劑對煙草白粉病的防治效果均達80%以上[5]。孫麗萍等[6]研究發現,25%的丙環唑EC和40%氟硅唑EC對煙草白粉病均有一定的防治作用。隨著無公害農產品生產規模的逐步擴大,有害生物的抗藥性及農產品農藥殘留等問題日趨嚴重,研究和開發有效的生物農藥越來越受到人們的關注。微生物農藥是應用最廣泛的生物農藥,我國已登記在冊的微生物農藥產品324個[7];利用微生物的拮抗作用開發新生物農藥已成為國內外研究熱點[8],對煙草產業發展具有重要意義。季虹[9]指出,生物農藥具有安全、效益高、成本低及對環境污染小的明顯優勢,不僅對當年的病蟲害起到一定的防治作用,還可以影響第2年的蟲害發生。王靜等[10]研究發現,短小芽孢桿菌AR03能抑制煙草白粉病菌分生孢子的萌發,且其菌懸液對溫室棚煙草白粉病的防效為74.0%,所處理植株新生葉片均未發病,持效期為30d以上。張永春等[11]從煙草土壤中篩選出具有拮抗效果的微生物菌株共135株,包括細菌26株、真菌2株和放線菌107株。馬冠華等[12]分離得到內生菌Itb57對黑脛病溫室防治效果為69.28%,田間防治效果為61.25%~72.49%。方敦煌等[13]從煙株根際土壤中分離純化得到菌株GP13在大田對煙草黑脛病的防效為52.2%~83.3%。為豐富煙草白粉病生物防治的微生物資源及其生物農藥的開發應用提供依據,筆者采用噴霧法研究貴州省生化工程中心分離保存的具有廣譜抗菌作用的細菌菌株(GuBC-1、GuBC-2、GuBC-3、GuBC-4、GuBC-5、GuBC-6和GuBC-7)發酵液對云煙87白粉病的生物防治效果。
1.1 供試材料
1.1.1 菌株 供試菌株包括解淀粉芽孢桿菌(Bacillusamyloliquefaciens)GuBC-1、缺陷假單胞菌(Pseudomonasdiminuta)GuBC-2、解淀粉芽孢桿菌GuBC-3、紡綞形賴氨酸芽孢桿菌(Lysinibacillus fusiformis)GuBC-4、嗜麥芽寡養單胞菌(Stenotrophomonasmaltophilia)GuBC-5、枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)GuBC-6和GuBC-7等7株菌株,由貴州省生化工程中心分離保存。
1.1.2 病原植株 感染煙草白粉病(Erysiphecichoracearum)的云煙87植株,盆栽于貴州省貴州大學農業生物工程研究院實驗大棚,用于拮抗試驗。
1.2 試驗方法
1.2.1 材料預處理 1)菌株發酵液的制備。將保存的7種細菌劃線接種于PDA斜面培養基上,28℃恒溫培養2d,置4℃冰箱備用。將已活化的7種菌分別接種于三角瓶PD培養液中(裝瓶量20%),28℃恒溫、120r/min搖床培養2d后噴施于煙草葉片和土壤表層。2)采用大棚漂浮板培育云煙87幼苗,將5葉期幼苗移栽至直徑為15cm的盆中,每盆1株,9盆為1小區,基質為市場購買的蚯蚓糞∶菜園土(1∶1)。煙苗于2015年3月4日移栽至盆中進行培育,期間進行除草和適當施肥。于3月18日出現白粉層,去除黃葉繼續培育,至4月3日進行病情基底調查,進行第1次噴藥。
1.2.2 試驗設計 試驗于煙草葉片普遍出現白粉層時進行。試驗設8個處理,其中,處理1~7依次噴施GuBC-1、GuBC-2、GuBC-3、GuBC-4、GuBC-5、GuBC-6和GuBC-7等7株細菌菌株的發酵原液,以清水為對照(CK)。采用單株小區處理,9次重復,每7d噴施1次。
1.2.3 測定項目 1)感病指數與相對防效。每7d測1次,統計白粉病的發病情況,計算病情系數和相對防效。0級:無病斑;1級:病斑面積占整個葉面積5% 以下;3級:病斑面積占整個葉面積6%~10%;5級:病斑面積占整個葉面積11%~20%;7級:病斑面積占整個葉面積21%~40%;9級:病斑面積占整個葉面積40%以上。2)在最后一次處理后(株齡約85d)測量各處理煙苗的株高,稱量各處理單株煙草鮮重,然后烘干測定干重。
病情指數=[∑(各級病株或葉數×該病級值)/(調查總株或葉數×最高病級值)]×100
相對防效=[(對照病情指數-處理病情指數)/對照病情指數]×100%
1.3 數據統計與分析
用Excel 2007對所得到的原始試驗數據進行整理,用SPSS 19.0進行數據處理,采用Duncan新復極差法進行單因素試驗統計分析。
2.1 不同菌株發酵液處理煙株的病情指數
從表1可知,各菌株發酵液對煙草白粉病均有不同程度的抑制作用,處理7~28d時GuBC-1和GuBC-2煙株的病情指數較穩定,28d時病情指數分別為51.29和49.67;GuBC-3、GuBC-4和GuBC-5煙株的病情指數呈不穩定波動;GuBC-6和GuBC-7煙株的病情指數呈連續升高趨勢。其中,處理7d時,GuBC-1和GuBC-2煙株的病情指數較對照(CK)顯著降低;處理14d時,GuBC-1、GuBC-2和GuBC-3煙株的病情指數較CK顯著降低;處理21d時,除GuBC-6外,其他處理煙株的病情指數均較CK顯著降低;處理28d時,除GuBC-6煙株的病情指數(96.41)高于CK(95.95)外,GuBC-1、GuBC-2、GuBC-3、GuBC-4及GuBC-7煙株的病情指數均顯著低于CK,GuBC-5煙株的病情指數與CK差異不顯著。

表1 不同菌株發酵液處理煙株的病情指數Table 1 Disease index of different strain fermentation broth on tobacco
2.2 不同菌株發酵液處理煙草白粉病的相對防效
從表2可知,GuBC-1、GuBC-2和GuBC-7的相對防效隨時間推后呈逐漸升高趨勢,28d時分別為46.55%、48.23%和27.47%。其中,GuBC-1和GuBC-2的相對防效最好;GuBC-3和GuBC-5分別在處理14d和28d時才有防效,且呈先上升后下降趨勢;GuBC-4的防效不穩定,GuBC-6在整個處理期均無防效。

表2 不同菌株發酵液處理煙草白粉病的相對防效Table 2 Control efficiency of different strain fermentation broth on tobacco %
2.3 不同菌株發酵液處理煙草的生物量
從表3可知,不同菌株發酵液處理對植株的生物量有重要影響。除GuBC-6外,其余各處理煙草株高均高于CK,其中,GuBC-1、GuBC-2、GuBC-3和GuBC-7達顯著水平,GuBC-1和GuBC-2的株高比CK分別提高44.2%和37.0%;GuBC-1、GuBC-3和GuBC-7煙草的鮮重顯著高于CK,分別為7.65g、5.06g和5.01g;與CK相比,除GuBC-5和GuBC-6的干重無顯著差異外,其余處理均顯著高于CK。GuBC-1煙草各生物指標均有顯著優勢,表明其對煙草生長具有一定的促生作用。

表3 不同菌株發酵液處理煙草的生物量Table 3 Tobacco biomass of different strain fermentation broth
研究結果表明,7種菌株發酵原液對煙草白粉病均有一定的防治效果。其中,GuBC-1和GuBC-2對煙草白粉病的防治效果較好,第28天時病情指數分別為51.29和49.67;GuBC-1煙草的平均株高和鮮干重等生物指標較穩定。說明,GuBC-1對煙草生長情況有一定的促進作用。曾婕等[14]通過小區試驗發現,噴施木醋液可提高有機煙草的產量,并改善煙草品質;明顯降低煙草普通花葉病和黑脛病的發病率,且對煙草白粉病沒有影響。可在后期試驗將GuBC-1發酵液與木醋液混合使用,旨在提高煙草質與量的同時降低白粉病的發病率。此外,考慮到化學農藥的危害,可將GuBC-1發酵液與防治煙草白粉病的農藥按一定比例混合使用,在降低化學農藥危害的同時提高GuBC-1的防治效果。
研究篩選出對煙草白粉病有明顯防效的菌株GuBC-1,經細菌學和分子生物學分類初步鑒定為解淀粉芽孢桿菌。解淀粉芽孢桿菌因分布廣泛,對人畜無害和不污染環境等優點而成為生防菌的重要研究對象[15];其具有抑制植物病害的能力,能分泌脂肽類物質、聚酮類物質及具有蛋白活性的抑菌物質[16]。為提高GuBC-1的抑菌活性及其代謝產生的抑菌物質產量,在后期將對其發酵培養基培養條件進行篩選、優化,以提高其拮抗活性[17]。同時,對其發酵液中的活性成分、拮抗機理、制劑開發及其儲存等問題進行進一步探討。
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(責任編輯:王 海)
Inhibitory Effects of Several Kinds of Microbial Agents on TobaccoErysiphecichoracearum
ZHANG Tao1,LEI Bangxing2,HE Jin3,WEN Xiaopeng1*,QIAO Lijun2
(1.TheKeyLaboratoryofPlantResourceConservationandGermplasmInnovationinMountainousRegion(Ministry ofEducation),InstituteofAgro-Bioengineering/CollegeofLifeSciences,GuizhouUniversity,Guiyang,Guizhou550025;2.TheResearchandEngineeringCenterforSouthwestBio-PharmaceuticalResourcesofNationalEducation MinistryofChina,Guiyang,Guizhou550025;3.GuiyangUniversity,Guiyang,Guizhou550005,China)
In order to provide theoretical basis for the biological control and biological pesticide development on tobacco powdery mildew,the fermentation broth of seven trains i.e.GuBC-1,GuBC-2,GuBC-3,GuBC-4,GuBC-5,GuBC-6and GuBC-7were sprayed on tobacco controlE.cichoracearum.Results:Strains GuBC-1and GuBC-2had the best control effects,and the disease index were respectively 51.29and 49.67,significantly lower than water(ck).Except GuBC-6,all the other six treatments promoted plant height,fresh weight and dry weight of tobacco.Meamwhile treatment GuBC-1had the best promoting effect and the growth indicators were respectively 11.3cm,7.65g and 0.95g,which were 44.2%,74.9%and 63.2%higher than that of the control respectively.Strain GuBC-1can be used as biocontrol bacteria for the development and application.
tobacco powdery mildew;biological control;disease index;growth indicators
S482.2+92
A
2016-03-02;2016-07-14修回
貴州省科學技術基金項目“煙草白粉病生物防治及其田間關鍵配套技術”[中煙黔科(2014)2]
張 濤(1990-),女,在讀碩士,研究方向:發酵工程。E-mail:420636545@qq.com
*通訊作者:文曉鵬(1965-),教授,博士,從事植物cDNA文庫的構建、遺傳轉化、轉基因梨的基因表達等研究工作。E-mail:xpwensc@hotmail.com
1001-3601(2016)09-0381-0060-03