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根结线虫与土传病原菌共同侵染作物导致的复合病害危害严重,防治难度大。从植物、微生物中发掘兼抗病原线虫和土传病害的生防微生物资源及次生代谢化合物是有效控制复合病害的基础。本研究以烟草根结线虫分别与烟草黑胫病菌、烟草青枯病菌引起的复合病害为靶标,围绕这三种病原的生防资源发掘,开展了四个方面的研究工作:根结线虫相关复合病害的植物源生防活性物质研究;根结线虫相关复合病害的生防细菌资源;根结线虫生防细菌新资源的分类鉴定;一株杀线虫活性挥发物的鉴定及其对根结线虫的防治效果。整个研究工作,获得以下主要结果:
1.从尖瓣瑞香植物中分离、鉴定出12种杀线虫化合物:主要是瑞香烷型二萜、瑞香黄烷(双黄酮类)、木脂素、咖啡酸酯等类化合物;从石榴中分离、鉴定了6种杀线虫化合物,包括:三萜、表儿茶素类、木脂素、芝麻素和甾醇类;从红毛丹果壳中,分离出3种三萜苷类杀线虫活性物质。这21种化合物的杀线虫活性为首次报道。
2.从尖瓣瑞香、杠板归、红毛丹、芒果和石榴这5种植物中共分离鉴定出19种具有拮抗青枯病菌的活性化合物,主要属于瑞香烷型二萜、黄酮类、木脂素、脂肪酸酯、糖脂、三萜苷、三萜酚类等。从尖瓣瑞香、杧果、红毛丹和石榴四种植物中分离到7种化合物具有抗烟草疫霉菌的活性,主要属于三萜苷、表儿茶素、木脂素和酚类。这些种化合物的生防活性为首次报道。
3.从尖瓣瑞香、石榴和红牡丹中分离、鉴定出8种兼抗根结线虫及青枯雷尔氏菌的化合物,主要为瑞香烷型二萜、木脂素化和双黄烷化合物、三萜苷类化合物。从尖瓣瑞香、石榴和红牡丹中分离、鉴定出6种兼抗根结线虫及烟草疫霉菌的化合物,主要为自尖瓣瑞香的木脂素类、三萜皂苷、黄烷类化合物。此外,从红毛丹果壳中分离得到1种具有兼抗“线虫、青枯雷尔氏菌和烟草疫霉菌”活性的三萜苷类化合物“Hederagenin3-O-(α-L-arabinopyranosyl)(1→3)-α-L-rhamnopyranosyl(1→2)-α-L-arabinopyranoside”。这些化合物兼抗线虫和植物病原菌的生防活性为首次报道。
4.从烟草根结线虫病根际土和烟叶内生菌中共筛选到45株具有杀线虫活性的细菌;31株兼抗线虫和烟草疫霉菌的生防细菌;16株兼抗线虫和烟草青枯病菌的生防细菌。系统发育分析表明这些生防细菌分别属于放线菌门(Actinobacteria),厚壁菌门(Firmicutes),变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)的成员。其中,45株具有杀线虫活性的细菌来自12个属:Streptomyces、Arthrobacter、Nocardia、Lysinibacillus、Bacillus、Brevibacterium、Acinetobacter、Brevundimonas、Enterobacter、Sphingobium、Stenotrophomonas、Chryseobacterium。31株兼抗线虫和烟草疫霉菌的生防细菌来自11个属:Kitasatospora、Streptomyces、Amycolatopsis、Arthrobacter、Achromobacter、Brevundimonas、Acinetobacter、Pseudomonas、Serratia、Staphylococcus、Bacillus。16株兼抗线虫和烟草青枯病菌的生防细菌来自8个属:Amycolatopsis、Arthrobacter、Kitasatospora、Streptomyces、Mycoplana、Pseudomonas、Lysinibacillus、Bacillus。本研究获得的生防菌中,首次报道了Acinetobacter、Achromobacter、Brevundimonas、Chryseobacterium、Kitasatospora、Sphingobium、Staphylococcus和Nocardia共8个属细菌的杀线虫活性;而在兼抗线虫及烟草疫霉菌或烟草青枯病菌的生防细菌中,除Bacillus subtilis外,其余细菌的兼抗生防活性均为首次报道。
5.通过多相分类方法,鉴定了两种利用挥发物杀线虫的细菌新种,分别是Lysinibacillus mangiferahumi和Lysinibacillus luteus。
6.通过GC/MS分析和纯品验证,从生防细菌Bacillus megaterium YMF3.25中鉴定出5种对南方根结线虫幼虫和卵具有毒杀活性的挥发性物质:benzeneacetaldehyde,2-nonanone,decanal,2-undecanone和dimethyl disulfide;并通过室内测定和温室试验评估了该生防细菌对根结线虫病的防治效果。