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番木瓜炭疽病生防細(xì)菌J-11的篩選鑒定及其防控作用研究

2025-08-29 00:00:00吳天利許汝梅歐麗瓊龔淇靖黃夢雪趙苗羽周艷張鴻雁劉鍇棟
熱帶作物學(xué)報 2025年9期

摘" 要:由番木瓜膠孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)引起的炭疽病在番木瓜采后儲藏期間大發(fā)生,對番木瓜果實品質(zhì)和產(chǎn)量造成重大影響。本研究從番木瓜根際土壤中篩選到膠孢炭疽菌的優(yōu)良拮抗菌J-11,并探究其拮抗特性和防控炭疽病的能力。生防細(xì)菌J-11的大小約為1.5 μm×3.3 μm(生長3 d),呈革蘭氏陽性(G+),桿狀或卵圓形,常見單個排列,其形態(tài)特征與貝萊斯芽孢桿菌(Bacillus velezensis)一致;菌株J-11的16S rRNA、gyrAgyrB序列與貝萊斯芽孢桿菌模式菌株OOT-47對應(yīng)基因的序列一致性分別為99.28%、97.57%和98.79%。系統(tǒng)發(fā)育樹分析結(jié)果表明,供試菌株J-11與貝萊斯芽孢桿菌LB4單獨聚為一支。根據(jù)形態(tài)學(xué)、分子生物學(xué)以及理化分析結(jié)果,明確廣東省湛江地區(qū)番木瓜膠孢炭疽菌的拮抗微生物為貝萊斯芽孢桿菌。菌株J-11具有廣譜的抑菌能力,可抑制膠孢炭疽菌、暹羅炭疽菌(C. siamense)、葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)3種病原真菌的生長,其拮抗指數(shù)分別為0.48、0.41、0.40。防治試驗表明,菌株J-11對番木瓜葉片中膠孢炭疽菌的抑菌率為89.96%,對番木瓜離體果實上膠孢炭疽菌的抑菌率達(dá)84.92%。本研究分離篩選獲得的貝萊斯芽孢桿菌J-11對番木瓜炭疽病具有一定的防治效果,可為深入研究植物生防菌抑菌機理提供理論依據(jù),為其開發(fā)利用奠定菌種資源基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:番木瓜;炭疽??;拮抗細(xì)菌;采后病害;抑菌率中圖分類號:S436.67 """""文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

Screening, Identification and Control Effects of Biocontrol Bacterium J-11 Against Papaya Anthracnose

WU Tianli1,2,3, XU Rumei1, OU Liqiong1, GONG Qijing1, HUANG Mengxue1, ZHAO Miaoyu1,ZHOU Yan1,2,3, ZHANG Hongyan1,2,3, LIU Kaidong1,2,3*

1. School of Life Science and Technology, Lingnan Normal University, Zhanjiang, Guangdong 524048, China; 2. Guangdong Engineering Technology Research Center of Tropical Characteristic Plant Resource Development, Zhanjiang, Guangdong 524048, China; 3. Guangdong Technology Innovation Center of Tropical Characteristic Plant Resource Development, Zhanjiang, Guangdong 524048, China

Abstract: Anthracnose caused by Colletotrichum gloeosporioides occurs extensively during the post-harvest storage of papaya (Carica papaya L.), significantly affecting fruit quality and yield. In this study, the excellent antagonistic bacteria J-11 agaist C. gloeosporioides were screened from the rhizosphere soil of papaya, and the antagonistic characteristics and biological control ability were explored. The size of biocontrol bacterium J-11 was about 1.5 μm×3.3 μm (growing for 3 d), Gram-positive (G+), rod-shaped or oval, common single arrangement, and its morphological characteristics were consistent with Bacillus velezensis. The sequences of 16S rRNA, gyrA and gyrB genes of strain J-11 were 99.28%, 97.57% and 98.79% consistent with those of B. velezensis model strain OOT-47, respectively. Phylogenetic tree analysis showed that the tested strain J-11 and Bacillus velezensis LB4 were clustered into one branch. According to the results of morphological, molecular biological and physicochemical analysis, it was confirmed that the microbial antagonistic pathogen of papaya C. gloeosporioides in Zhanjiang area of Guangdong was B. velezensis. Strain J-11 demonstrated a broad-spectrum antifungal ability, inhibiting the growth of three pathogenic fungi of C. gloeosporioidesC. siamense and Botryosphaeria dothidea, with antagonism indices of 0.48, 0.41 and 0.40, respectively. The control testing showed that the inhibition rate of strain J-11 against the C. gloeosporioides on papaya leaves was 89.96%, and the inhibition rate of strain J-11 against the C. gloeosporioides on papaya fruits in vitro was 84.92%. Strain J-11 screened in this study has a certain control effect on papaya anthracnose, which could provide a theoretical basis for in-depth study of the antibacterial mechanism of plant biocontrol bacteria and will lay a foundation for its development and utilization.

Keywords: Carica papaya L.; anthracnose; antagonistic bacteria; postharvest diseases; antibacterial rate

DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2025.09.014

番木瓜炭疽病(papaya anthracnose)是由炭疽菌屬(Colletotrichum spp.)真菌引起的病害,被認(rèn)為是番木瓜主要的采后病害之一。據(jù)統(tǒng)計,炭疽菌導(dǎo)致的番木瓜采后炭疽病在我國廣東、海南、廣西、福建、臺灣等地發(fā)生嚴(yán)重。炭疽菌被列為全球第八大植物病原真菌,其菌系復(fù)雜,寄主范圍廣泛,常危害果樹的根、莖、葉、花、果實和幼苗,可導(dǎo)致植株枯萎、果實腐爛、葉片病斑等癥狀,造成嚴(yán)重經(jīng)濟損失[1]。現(xiàn)已在番木瓜果實上發(fā)現(xiàn)至少12種致病炭疽菌及多種復(fù)合種炭疽菌,嚴(yán)重影響世界各國番木瓜果實品質(zhì)和產(chǎn)量。目前,番木瓜炭疽病的防治策略主要是抗性番木瓜品種篩選,但抗病育種過程復(fù)雜、耗時長,極大消耗時間成本。其次是植物源活性物質(zhì)的應(yīng)用,如用1%及以上濃度的殼聚糖涂膜液處理可有效抑制孢子萌發(fā)[2];從香薄荷、百里香、肉桂、薄荷和薰衣草植物中提取的5種不同植物精油對炭疽病引起的番木瓜果實腐爛具有抑制作用[3];麻瘋樹果實提取液對番木瓜炭疽菌有抑制作用[4]。但是絕大多數(shù)植物源抑菌劑產(chǎn)品處于試驗研究階段,生產(chǎn)工藝不成熟,尚不能形成規(guī)?;茝V應(yīng)用。此外,低毒化學(xué)農(nóng)藥的噴施也是目前最主要的依賴方法,但往往造成環(huán)境污染、病原菌耐藥性增加等問題。因此,生物防治成為當(dāng)前炭疽病防治的研究熱點。

國內(nèi)外有關(guān)番木瓜炭疽病生物防治的報道越來越多,作為抵御炭疽菌侵染的拮抗微生物研究主要集中在芽孢桿菌屬(Bacillus)、假單胞菌屬(Pseudomonas)等。貝萊斯芽孢桿菌(B. velezensis)屬于芽孢桿菌屬的一個新種,廣泛分布于自然界的土壤、空氣、植物根系和植株表面等[5]。貝萊斯芽孢桿菌在抑制病原菌和生物防治方面效果顯著,如貝萊斯芽孢桿菌F85可有效抑制煙草炭疽菌(C. fructicola)菌絲的生長,同時抑制炭疽菌分生孢子的萌發(fā)[6];貝萊斯芽孢桿菌CE100對尖孢炭疽菌(C. acutatum)、球炭疽菌(C. coccodes)、束狀炭疽菌(C. dematium)和膠孢炭疽菌(C. gloeosporioides)具有較強的拮抗作用,其揮發(fā)性有機物使炭疽菌菌絲結(jié)構(gòu)發(fā)生扭曲,代謝物還可抑制分生孢子的萌發(fā)[7];貝萊斯芽孢桿菌A4對櫻桃番茄的采后重要致病菌青霉菌(Pen-i-cillium expansum)和灰霉菌(Botrytis cinerea)的菌絲生長均有抑制效果,能延長采后櫻桃番茄果實的貯藏期[8];貝萊斯芽孢桿菌JS25R對赤霉病病原菌禾谷鐮刀菌J07有抑制作用,且在溫室中對小麥赤霉病有較好的防治效果[9]。因此,貝萊斯芽孢桿菌作為生防菌對真菌性病原菌的防治具有廣闊的應(yīng)用前景。目前關(guān)于貝萊斯芽孢桿菌對病原菌的抑制作用的研究大多停留在小型草本植物、灌木或少部分果樹上[10],對番木瓜這類軟木質(zhì)的大型草本果樹病害防控的研究還很少,且對其抗病機理的探究不夠全面。因此,篩選高效的貝萊斯芽孢桿菌拮抗菌株,研制新的生防菌劑并投入番木瓜炭疽病的生物防控應(yīng)用是十分必要的。

本研究擬以番木瓜膠孢炭疽菌為靶病原菌,從番木瓜根圍土壤中分離篩選出的1株拮抗菌J-11為試驗對象,測定拮抗菌對膠孢炭疽菌的拮抗能力,并以番木瓜葉片和采后果實進(jìn)行抑菌效果試驗,以探究拮抗菌對番木瓜膠孢炭疽菌的抑菌效果,為深入研究該拮抗菌的作用機理,以及后續(xù)定向篩選植物生防病菌提供一定的研究思路。

1" 材料與方法

1.1" 材料

1.1.1" 植物材料 "供試番木瓜(Carica papaya L.)實生苗品種為大青品種,購自廣東省湛江市坡頭區(qū)坡頭鎮(zhèn)番木瓜育苗圃。選取生長2個月,生長健壯、無病蟲害、長勢基本一致的大青實生苗為樣株。供試番木瓜果實也為大青品種,購自廣東省湛江市坡頭區(qū)坡頭鎮(zhèn)番木瓜果園。選取形狀、大小、外觀顏色相對一致,無機械損傷、無病蟲害,成熟度為七八分熟的番木瓜果實為試驗材料。

1.1.2" 供試菌株 "葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)BD1、暹羅炭疽菌(Colletotrichum siamense)ZJ01、膠孢炭疽菌(C. gloeosporioides)T3由嶺南師范學(xué)院植物病蟲害實驗室分離保存。供試拮抗菌為貝萊斯芽孢桿菌(Bacillus velezensis)J-11,從感染炭疽病的番木瓜根圍土壤中分離獲得。

1.2 "方法

1.2.1 "拮抗菌株J-11的分離與鑒定" 從根圍土壤分離細(xì)菌,于37"℃恒溫培養(yǎng)24"h后,挑取不同形態(tài)的細(xì)菌單菌落多次劃線純化,并于?80"℃保存,備用。

(1)形態(tài)特征鑒定。拮抗菌J-11在馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基(PDA)上培養(yǎng)長出單菌落后,用無菌接種環(huán)刮取少量菌落至裝有100"μL無菌水的離心管中,用移液槍反復(fù)吹打混勻,制成100菌液。然后用移液槍吸取10"μL菌液移入含90"μL無菌水的離心管中,混合均勻制備成101倍稀釋液;以此類推,連續(xù)稀釋5次,制成105倍稀釋液。依據(jù)涂布平板法,用移液槍吸取20"μL拮抗菌J-11菌液至PDA培養(yǎng)基表面,用無菌涂布器將菌液涂抹均勻,再將平板倒置于28"℃恒溫恒濕箱中培養(yǎng)24"h,觀察記錄單菌落形態(tài),并拍照保存。使用革蘭氏染色試劑盒(廣東環(huán)凱微生物科技有限公司,中國)對J-11菌株的單菌落進(jìn)行染色。參照《伯杰細(xì)菌鑒定手冊》[11]對拮抗菌進(jìn)行初步鑒定。

(2)分子生物學(xué)鑒定。采用DNA快速抽提試劑盒提取拮抗菌的DNA,分別用引物對27F(5??AG-AG-TTTGATCMTGGCTCAG?3?)/1492R(5??GG-TTACCTTGTTACGACTT?3?)、p-gyrA-r(5??CAGTCAGGAAATGCGTACGTCCTT?3?)/p- gyrA-f(5??CAAGGTAATGCTCCAGGCATTGC-T-3?)、gyrB-F(5??GAAGTCATCATGACCGTTCT?3?)/ gyrB-R(5??ACCACTTTATGATAACGCGC?3?)對J-11的16S rDNAgyrAgyrB基因序列進(jìn)行PCR擴增。PCR反應(yīng)體系(25 μL):模板1.5 μL,正向和反向引物各1.5 μL,Taq酶12.5 μL,水8.0 μL。PCR擴增程序:95"℃預(yù)變性10"min,95"℃變性30 s,55"℃退火30 s,72"℃延伸1"min,共設(shè)35個循環(huán),72"℃延伸5 min,4"℃終止反應(yīng)。PCR擴增產(chǎn)物用1.0%瓊脂糖凝膠電泳檢測,經(jīng)電泳檢測呈陽性的PCR產(chǎn)物由生工生物工程(上海)股份有限公司進(jìn)行測序,測序結(jié)果在NCBI上進(jìn)行Blast序列對比分析,并結(jié)合數(shù)據(jù)庫中的同源序列,下載Blast比對結(jié)果一致性高的菌株及其近緣種代表性菌株的序列(表1);利用SnapGene分析目的基因序列,拼接序列后進(jìn)行多重序列比較分析;最后使用Mega 11.0軟件中的最大似然法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。

1.2.2 "平板對峙試驗" 采用平板對峙法檢測拮抗菌J-11的抑菌活性。待活化的炭疽菌菌絲長滿PDA平板后,取直徑為5 mm的菌塊接種于新的PDA平板中央,以炭疽菌為圓心,十字交叉在距離培養(yǎng)基邊緣1.5 cm處等距離接種拮抗菌J-11,以不接拮抗菌的PDA作對照組,倒置于28"℃的恒溫恒濕箱中培養(yǎng)4 d。在第4天時測量抑菌圈半徑和拮抗菌半徑,計算拮抗指數(shù)[12]。抑菌圈半徑為拮抗菌菌餅中心到番木瓜病原菌菌絲邊緣的距離。拮抗指數(shù)=(抑菌圈半徑-拮抗菌半徑)/拮抗菌半徑。

1.2.3" 拮抗菌株J-11對炭疽菌的防治效果 "(1)對番木瓜葉片中膠孢炭疽菌的抑菌效果。選取長勢和健康狀態(tài)基本一致的番木瓜實生苗為試驗對象,每株實生苗選取3片位置相似的葉片,利用75%酒精消毒后用接種針在葉片上呈倒三角形刺3個1"mm大小的傷口。將J-11拮抗菌制備成OD600為1.5的拮抗菌懸浮液。同時,制備OD600為1.5的番木瓜炭疽菌孢子懸浮液。孢子懸浮液的制備,采用無菌接種環(huán)小心刮取病原菌菌體接種于100 mL PDB中,置于28"℃、180 r/min的恒溫振蕩器中培養(yǎng)24~36 h。隨后用無菌紗布過濾菌絲至200"mL的產(chǎn)孢培養(yǎng)基中,相同條件下繼續(xù)培養(yǎng)36 h獲得孢子液。將拮抗菌懸浮液與炭疽菌孢子液按照1∶1體積比混合后接種于番木瓜葉片,以無菌水作為對照。設(shè)置3次重復(fù),在第2、4、8、10、12天時拍照。使用Image J軟件測量葉片病斑直徑并記錄數(shù)據(jù),計算抑菌率[13]。抑菌率=(對照組病原菌直徑-處理組病原菌直徑)/對照組病原菌直徑×100%。使用GraphPad Prism 8軟件進(jìn)行顯著性分析和作圖,篩選出對番木瓜葉片抑菌效果最好且穩(wěn)定的優(yōu)勢拮抗菌。

(2)對采后番木瓜果實炭疽菌的抑菌效果。番木瓜果實用75%酒精消毒2~3"min,利用滅菌接種針在果實同一平面上呈“口”字形刺4個傷口,傷口橫向間距為4.5 cm,縱向間距為5.5 cm。在接菌前,用無菌紙擦拭干凈傷口處溢出的番木瓜汁液。將篩選到的拮抗菌J-11制備成OD600為2.5的拮抗菌懸浮液,同時制備OD600為2.5的番木瓜炭疽菌T3的孢子懸浮液。將拮抗菌懸浮液與炭疽菌孢子等比例接種于離體番木瓜果實刺傷部位,以無菌水作為對照組。設(shè)置3次重復(fù)。在第0、2、4、6、8、10、12天拍照,并使用Image J軟件測量番木瓜果實刺傷部位病斑直徑并記錄數(shù)據(jù),計算抑菌率。數(shù)據(jù)分析同1.2.3-(1)。

2" 結(jié)果與分析

2.1 "拮抗菌J-11的鑒定

2.1.1" 形態(tài)學(xué)鑒定" 通過稀釋涂布平板法將J-11涂布在PDA培養(yǎng)基平板上,28"℃培養(yǎng)2 d獲得單菌落。形態(tài)學(xué)觀察顯示,J-11的單個菌落在PDA培養(yǎng)基上呈白色、扁平、蠟質(zhì)、不透明,表面光滑,菌落邊緣不規(guī)則,近圓形,中心有白色凹陷,中心點周圍隆起(圖1A,圖1B),革蘭氏染色呈陽性(圖1C)。生理生化特性表明,J-11對鹽有一定的耐受性。根據(jù)J-11菌落形態(tài)特征,初步鑒定其為芽孢桿菌(Bacillus sp.)。

2.1.2" 分子生物學(xué)鑒定" PCR擴增結(jié)果顯示,使用gyrA、gyrB16S rRNA基因引物擴增J-11的片段大小分別約為1000、1200、1500 bp(圖2)。通過NCBI數(shù)據(jù)庫進(jìn)行Blast同源性比對,結(jié)合數(shù)據(jù)庫中的同源序列構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,發(fā)現(xiàn)基于gyrA-gyrB-16S rRNA序列構(gòu)建的進(jìn)化樹中J-11菌株與貝萊斯芽孢桿菌(Bacillus velezensis LB4)位于同一分支上,序列相似度達(dá)95%(圖3)。根1、4、5分別為引物對p-gyrA-r/f、F27/R1541和gyrB-F/R擴增拮抗菌的PCR擴增產(chǎn)物;2和3分別為引物對V3-V4 illuminaF/R和gyrB-UP1F/UP2SR擴增拮抗菌16S rDNAgyrB基因序列的PCR擴增產(chǎn)物。

2.2 "拮抗菌J-113種病原真菌的拮抗作用

平板對峙實驗結(jié)果(圖4)顯示,拮抗菌J-11對3種真菌有不同程度的抑制作用,形成大小不同的抑菌圈,且形成抑菌圈后繼續(xù)培養(yǎng)10 d抑菌圈大小不變。其中J-11對葡萄座腔菌的抑菌圈半徑為1.23 cm,對應(yīng)的拮抗指數(shù)為0.40;J-11對暹羅炭疽菌的抑菌圈半徑為1.28 cm,對應(yīng)的拮抗指數(shù)為0.41;J-11對膠孢炭疽菌的抑菌圈半徑為1.52"cm,對應(yīng)的拮抗指數(shù)為0.48(表2)。結(jié)果表明,J-11具有一定的抑菌能力,且抑菌性能穩(wěn)定。

2.3" 拮抗菌對番木瓜苗葉片炭疽菌的抑菌效果

番木瓜活體葉片抑菌結(jié)果如圖5所示,膠孢炭疽菌T3感染番木瓜葉片后,感染部位出現(xiàn)變黃變干的現(xiàn)象,隨著感染時間的延長,感染部位呈水漬狀擴散,逐漸干枯腐爛,同時被感染的葉片易從番木瓜植株上凋落。T3+J-11孢子液混合感染的感病速度較慢,在接菌12 d后傷口周圍泛黃,接種炭疽菌T3的對照組病斑平均直徑為3.05"cm,而T3+J-11處理組病斑平均直徑為0.31"cm(圖6),通過計算得出J-11對炭疽菌T3的抑菌率為89.96%。結(jié)果表明拮抗菌J-11顯著抑制炭疽菌T3病原菌的感染,且抑菌效果明顯。

2.4 "拮抗菌對采后番木瓜果實炭疽菌的抑菌效果

采后番木瓜果實抑菌試驗結(jié)果(圖7)顯示,膠孢炭疽菌T3感染番木瓜果實較葉片更具危害性,在無拮抗菌處理的條件下,炭疽菌感染離體番木瓜果實后,感染部位出現(xiàn)黃色或暗褐色的水漬狀小斑點,隨著病斑逐漸擴大,病斑中間凹陷,之后長出白色菌絲覆蓋在果肉接種孔處。隨著菌絲的生長,感染部位開始迅速蔓延,造成整個番木瓜果實大面積感染。J-11菌懸液與炭疽菌T3孢子懸液混合感染的番木瓜果實,在早期時傷口處變黑,出現(xiàn)輕微凹陷的水漬樣癥狀,但是感染速度明顯減緩。接菌第12天時,T3病原菌處理的病斑平均直徑為15.01 cm,T3+J-11處理的病斑直徑為2.23"cm(圖8),經(jīng)過計算得出J-11對炭疽菌T3的抑菌率達(dá)84.92%,表明J-11對炭疽菌T3具有明顯的抑制作用。

3 "討論

土壤中存在許多有益微生物,尤其是芽孢桿菌屬(Bacillus spp.),可作為抑制植物病害的生防資源來源,已被用作生物防治劑以直接控制多種農(nóng)作物的病害。貝萊斯芽孢桿菌(B. velezensis)是芽孢桿菌屬的一種,可作為有效的抗真菌劑對抗多種植物病原真菌,包括灰霉菌(Botrytis cinerea[14]、擬輪枝鐮孢菌(Fusarium verticilli-oides)、尖孢鐮刀菌(F. oxysporum[15]、茄孢菌(F. solani[16]、稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae[17]、青枯病菌(Ralstonia solanacearum[15]、青霉菌(Penicillium expansum[8]、禾谷鐮刀菌(F. graminearum[9]等。炭疽病菌被列為全球第八大植物病原真菌,其在科學(xué)研究和經(jīng)濟上十分重要[18]。盡管過去數(shù)年來,人們對芽孢桿菌在多種病害生物防治方面的應(yīng)用進(jìn)行了廣泛研究,但對防治炭疽病的芽孢桿菌的篩選及其生防機制的研究很大程度上仍是未知的,尤其是貝萊斯芽孢桿菌在防治炭疽病方面尚無報道。本研究從番木瓜根圍土壤中分離篩選獲得1株拮抗菌J-11,通過形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)分析,確定該菌株為貝萊斯芽孢桿菌。J-11能一定程度防治番木瓜炭疽病,彌補了目前國內(nèi)貝萊斯芽孢桿菌在防治番木瓜炭疽病方面的空白。數(shù)據(jù)顯示,貝萊斯芽孢桿菌J-11在PDA培養(yǎng)基上對暹羅炭疽菌的拮抗活性比對膠孢炭疽菌的拮抗活性更高,但是活體防治炭疽病的效果卻相反。之前也有類似的報道,徐欣韻等[19]發(fā)現(xiàn)相對平板拮抗活性較低的B23拮抗菌表現(xiàn)出顯著防治番茄青枯病的能力。

芽孢桿菌屬的抑菌機制多種。芽孢桿菌屬能夠合成多種次級代謝產(chǎn)物直接抑制植物病原菌,包括抗菌肽AMPs(細(xì)菌素、脂肽)、聚酮化合物、裂解酶、胞外多糖和揮發(fā)性物質(zhì)等[20]。例如,貝萊斯芽孢桿菌FZB42產(chǎn)生的抗菌化合物艱難梭菌素(difficidin)和桿菌素(bacilysin)對水稻黃單胞菌稻生致病變種(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)引起的水稻細(xì)菌性葉枯病具有優(yōu)異的生物防治效果,顯著下調(diào)了與病原菌毒力、細(xì)胞分裂和細(xì)胞壁/蛋白質(zhì)合成相關(guān)基因的表達(dá)[21]。許多病害的生物防效還與芽孢桿菌在根部的定殖能力呈正相關(guān)。具體而言,芽孢桿菌通常以細(xì)胞聚集體的形式定殖于植物根系,這些聚集體嵌入在細(xì)胞外基質(zhì)中,被稱為生物膜[22]。芽孢桿菌在根系上形成生物膜有助于與植物病原菌進(jìn)行空間競爭并抑制病害[20]。例如,B23拮抗菌能迅速定殖在植物根部并提高番茄抵御青枯菌入侵的能力[23]。某些芽孢桿菌菌株與植物根系的相互作用可以通過引發(fā)誘導(dǎo)性系統(tǒng)抗性(induced systemic resistance, ISR)來觸發(fā)宿主防御,其中接種有益細(xì)菌可以增強整株植物對致病細(xì)菌、真菌和病毒的抵抗力[24]。例如,貝萊斯芽孢桿菌SQR9在擬南芥葉片抵抗灰霉病菌感染中發(fā)揮了重要的ISR介導(dǎo)的保護(hù)作用[20]。本研究從番木瓜根圍土壤中分離篩選獲得貝萊斯芽孢桿菌J-11。平板對峙試驗明確菌株J-11顯著抑制番木瓜葡萄座腔菌、暹羅炭疽菌和膠孢炭疽菌3種病原真菌的菌絲生長。結(jié)合番木瓜實生苗葉片接菌以及番木瓜離體果實接菌試驗結(jié)果,表明J-11對番木瓜炭疽菌有較好的抑菌效果。在接菌12 d時J-11對葉片和果實中炭疽菌的抑菌率分別達(dá)到89.96%和84.92%。說明貝萊斯芽孢桿菌J-11在防治番木瓜炭疽病中具有很好的抑菌效果。本研究首次描述了貝萊斯芽孢桿菌J-11抑制采后番木瓜儲存期間炭疽菌菌絲生長,但J-11具體的抑菌機制還有待進(jìn)一步研究。

綜上所述,本研究結(jié)果凸顯了貝萊斯芽孢桿菌J-11作為番木瓜炭疽病生物防治劑的潛力和應(yīng)用價值。研究表明J-11對番木瓜炭疽菌有初步的抑制作用,但其具體有效抑菌成分、作用機制以及田間的應(yīng)用效果有待進(jìn)一步探究。因此,后期在此基礎(chǔ)上深入研究貝萊斯芽孢桿菌J-11的拮抗作用機理、活性物質(zhì)等方面具有現(xiàn)實意義,為研究番木瓜采后炭疽病的防治提供一定的理論參考。

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