生防链霉菌的筛选及其对小麦赤霉病防治作用研究

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小麦赤霉病主要由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)引起,造成小麦减产,影响籽粒品质。它产生的真菌毒素如脱氧雪腐镰刀菌烯醇Deoxynivalenol(DON)和玉米赤霉烯酮Zearalenone(ZON)会使人畜中毒。目前化学防治仍是小麦赤霉病主要的防治方法,但对环境食品安全造成隐患,急需新的防治手段辅助化学药剂和抗病品种对小麦赤霉病进行防控。本研究通过皿内对峙、生物测定、毒素含量测定等筛选对禾谷镰刀菌效果较好的生防菌,并通过荧光标记、q RT-PCR、Doskochilova八溶剂等技术和实验方法研究其生防机制,为小麦赤霉病生防菌剂的开发和利用提供理论基础。主要取得了以下研究成果:1)生防菌的分离与鉴定。采用诱捕分离法从番茄叶霉病异常菌落上得到24株生防菌,其中放线菌19株,真菌5株。菌株编号为S1、S2-1、S2-2、S3、S4、S5-1、S5-2、S6至S23。采用牛津杯法测定24株生防菌株对15种真菌病原菌的抑制效果,结果显示菌株S2-1、S2-2、S4和S10具有广谱抑菌活性。在与15种病原菌的皿内对峙试验中,4株生防菌均对禾谷镰刀菌有较好的抑制作用。通过形态学、培养特征、生理生化特征观察和16S r DNA序列分析初步确定它们分别与黄绿链霉菌Streptomyces flavoviridis、西唐链霉菌S.setonii、堆孢链霉菌S.massasporeus和赤锈蜡黄链霉菌S.rubiginosohelvolus亲缘关系较近。其中以赤锈蜡黄链霉菌防治小麦赤霉病为国内外首次报道。2)生防菌对小麦赤霉菌的抑菌效果。含毒介质法和共摇培试验表明,4株生防菌对禾谷镰刀菌菌落的生长有显著影响,菌株S10效果尤为明显;随着S10发酵滤液比例的增多,禾谷镰刀菌菌落无色菌丝比例增多,干重降低。3)S10发酵液对小麦赤霉病的防治效果。S10发酵液对离体麦穗和盆栽小麦赤霉病的防治效果分别高达92.86%、68.67%;大田试验生防菌对两个小麦品种的小麦赤霉病有很好的防效,其中S10发酵原液对铭贤169赤霉病的防治效果高达95.82%。在不同处理中,小麦籽粒的DON毒素含量均与对照相比显著降低。可见链霉菌S10可以稳定有效的防治小麦赤霉病。4)链霉菌S10防治小麦赤霉病的作用机理研究。S10发酵液处理后的小麦赤霉病发病轻,病原菌与对照相比蔓延缓慢,处理组DON含量较少;荧光定量PCR结果表明,链霉菌S10可使禾谷镰刀菌中与DON合成相关的基因表达量降低;扫描共聚焦结果表明,S10可很好地在小麦根部的基本分生组织中定殖。推测链霉菌S10的防治机理可能是通过延缓病原菌菌丝生长、抑制DON合成相关基因表达、在小麦根部定殖等多方面作用防治小麦赤霉病,降低小麦赤霉病DON毒素的含量。5)链霉菌S10活性物质的初步研究。S10活性物质有极强的热稳定性;在酸性和中性条件下活性稳定,在碱性条件下活性受到抑制;对蛋白酶K不敏感;活性物质主要集中于胞内的乙酸乙酯相,该相经过氯仿:甲醇为8:2的展开剂展开可以分为5个不同的Rf值组分,其中效果最好的是Rf值为0.74的组分;该组分在Doskochilova八溶剂系统层析的Rf谱图属于第七类抗生素。
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