土壤生防菌株B56的分离、鉴定及对烟草赤星病的生物防治研究

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烟草赤星病是烟草成熟期危害严重的叶部病害,由真菌Alternaria alternata(Fries)Keissler引起,该病害潜伏期短,传播迅速,能造成烟草大面积发病。目前对烟草赤星病的防治主要以化学杀菌剂为主,然而化学农药容易恶化土壤状况,造成环境污染,提高病原菌抗药性,且近年来,杀菌剂对烟草赤星病的防治效果越来越不理想。针对烟草赤星病的生物防治相关研究越来越多,对拮抗菌的筛选已经成为热点领域之一。本研究从具有生态多样性的烟草根际土壤样品中分离筛选出一株活性较好的贝莱斯芽孢杆菌B56,为其田间应用提供了理论依据。主要研究结果如下:1.通过稀释涂布法及温度筛选法从65份不同地区的烟草根际土壤样品中共分离出216株菌株,以烟草赤星病菌为指示菌,采用平板对峙法复筛出对烟草赤星病菌抑菌带最宽的菌株,实验结果显示,菌株B56对烟草赤星病菌的抑制作用最强,抑菌带宽为11.5 mm。结合形态学、细胞脂肪酸特征、生化代谢特征以及分子生物学方法鉴定菌株B56为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。2.通过单因素优化实验对贝莱斯芽孢杆菌B56的发酵培养基及发酵条件进行优化,结果显示最佳培养基碳源、氮源以及无机盐分别为葡萄糖、酵母浸粉和磷酸二氢钾,且正交实验结果表明,各因素影响水平酵母>磷酸二氢钾>葡萄糖>蔗糖,最优组合应为酵母1.5%,磷酸二氢钾1.5%,葡萄糖1%,以此培养基为基础,对菌株B56发酵液的初始p H、培养温度、装液量及接种量进行优化,结果显示最优发酵条件如下:培养p H为7,培养温度为30℃,装液量为50 m L/250 m L,接种量为1.5%,对比条件优化前后无菌滤液的抑菌效果,结果表明,优化后的无菌滤液抑菌带宽可提高2 mm。3.对菌株B56的生防机理进一步探讨,结果表明,经贝莱斯芽孢杆菌B56发酵液处理后的烟草赤星病菌菌丝不规则,断裂增多,膨大畸形,生长速度变慢,对烟草赤星病菌孢子萌发抑制率约为37%,无菌滤液对烟草赤星病菌的抑制率为46.88%;对小麦根腐病菌(Bipolaris sorokiniana)等8种病原菌都有较好的抑制作用,整体抑菌带宽在3.87±0.25~15.10±0.10之间,具有抑菌广谱性;菌株B56可以产生纤维素酶和蛋白酶,具有解磷及固氮的能力;经过对不同抑菌物质的抑菌活性对比可知,蛋白类物质是菌株B56中活性最好的抑菌物质,沉淀蛋白的最佳硫酸铵饱和度为80%,此时蛋白浓度为0.8422 mg/m L,这为进一步提取并鉴定抗菌蛋白奠定了基础。4.通过药剂驯化法筛选出一株抗300μg/m L链霉素的B56SM突变菌株,该菌株具有稳定的抑菌活性,能在烟叶上定殖15 d左右,菌量呈先升后降的趋势,有助于指导农业用药在施药15 d后进行补施;促生实验结果表明,培养30 d后,经过菌株B56发酵液处理的烟株整体长势更好,叶片干重增重率为86.11%;盆栽防效实验中50%多菌灵阳性对照组防效为88.24%,菌株B56处理组防效为77.78%;田间防效试验中,第一次施药7 d后菌株B56处理组防效为29.67%,50%多菌灵阳性对照组防效为60.07%,第三次施药7 d后处理组防效为62.88%,阳性对照组防效为80.56%,结果表明,随着施药天数的增加,菌株B56在烟叶上定殖量逐渐增多,防效增幅较大,经观察,菌株B56对烟草生长具有促进作用且无药害产生,可以代替部分化学农药,减少化学农药的使用,这为贝莱斯芽孢杆菌B56的实践应用提供了理论指导。
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