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烟草是一种重要的经济作物。病毒病是限制烟草生产的重要因素。本研究筛选到对烟草植株有较好促生作用,同时对烟草花叶病毒(Tobaccomosaic virus,TMV)具有抑制作用的植物根际促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)菌株,为利用PGPR防治烟草病毒病奠定基础。
从山东省各地采集植物根际土壤样品80份,以白地霉(Geotrichumcandidum)作为指示菌初步筛选到有抑菌活性的菌株190个;通过进一步的抑菌试验复筛,得到抑菌效果较好、抑菌谱广的菌株20个;选择效果最好的两个菌株YHN和YHL进行下一步的研究。
YHL和YHN均为革兰氏阳性,菌体杆状,周生鞭毛,芽孢卵圆形。YHL菌落圆形,湿润,粘稠;YHN菌落扁平,形状不规则。YHL和YHN氧化酶试验阴性,接触酶试验、硝酸盐还原试验和V-P试验阳性,都不能利用柠檬酸盐,但能利用D-葡萄糖、D-木糖、甘露醇、L-阿拉伯糖和甘油,能液化明胶、能水解淀粉。不同之处,YHL甲基红试验为阳性,YHN甲基红试验阴性;YHL能产生H2S,YHN不能产生H2S。
YHL与Paenibacillus polymyxa strain1178(EU982504)、P.polymyxastrain1851(EU982546)的16S rRNA基因一致率为99%;YHN与Bacillusamyloliquefaciens strain5359(GU250449)的16S rRNA基因一致率为99%。在根据16S rRNA基因构建的系统进化树中,YHL与P.polymyxa的菌株聚类到一起,YHN与B.amyloliquefaciens的菌株聚类到一起。
综合形态学、生理生化和16S rRNA基因特性,确定YHL属于多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa),而YHN属于解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。
用YHL和YHN的菌悬液处理普通烟草(中烟100)种子20天后,烟草萌发的平均根长为8.26㎜和7.94㎜,平均幼茎长为5.51㎜和5.82㎜,而对照分别为6.51㎜和4.13㎜。用YHL和YHN的菌悬液处理烟草植株后,平均株重为8.42 g/棵和7.87 g/棵,平均株高为6.97㎝和7.16㎝,对照分别为6.05g/棵和5.08㎝。用YHL和YHN菌液处理三生烟,然后接种TMV,观察其对TMV的抑制作用。YHL处理的枯斑数目为18.6个,YHN处理的枯斑数目为19.4个,均明显少于对照的29.8个。田间小区试验表明,YHL和YHN单独处理对烟草花叶病的相对防效分别为28.37%和24.80%;YHL和YHN按浓度1:1混合喷施处理烟草后,烟叶鲜重和干重提高13.90%和15.95%。