【摘 要】
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棉花作为一种经济作物,是我国重要的战略物资。但黄萎病的危害严重,导致棉花大面积减产和品质下降。棉花黄萎病是由大丽轮枝菌(Verticillium dahlia Kleb.)引起的土传维管束病害,被称为棉花的“癌症”,造成植株萎蔫甚至枯死,该病原菌寄主广泛,易变异,危害严重。当前生产上采用的化学防治可以起到一定的防治效果,但是会对生态环境会造成严重的破坏,使用更加高效且生态环保的生物防治方法尤为重要
【基金项目】
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“兵团重点领域创新团队建设计划项目”的部分研究成果(项目编号:2019CB008,2016YFD0101419),课题主持人:孙国清 研究员,(新疆农业大学,中国农业科学院生物技术研究所,新疆农垦科学);
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棉花作为一种经济作物,是我国重要的战略物资。但黄萎病的危害严重,导致棉花大面积减产和品质下降。棉花黄萎病是由大丽轮枝菌(Verticillium dahlia Kleb.)引起的土传维管束病害,被称为棉花的“癌症”,造成植株萎蔫甚至枯死,该病原菌寄主广泛,易变异,危害严重。当前生产上采用的化学防治可以起到一定的防治效果,但是会对生态环境会造成严重的破坏,使用更加高效且生态环保的生物防治方法尤为重要。本研究拟通过筛选、开发高效拮抗菌来防治棉花黄萎病,从而遏制病菌的危害,保护环境,以此来保障我国棉花产业健康可持续发展。为了寻找最佳的生防菌剂,本研究利用从病圃中鉴定的高抗棉花植株中获得的拮抗菌进行筛选、鉴定,并对其防治黄萎病效果进行评价。以感病品种新陆早36号作为实验材料;以新疆黄萎病强致病力菌株(Vd592)为供试菌株,经过形态学、生理生化、分子生物学及温室防效等实验得出以下结论:1.对筛选到的菌株进行了提取纯化,观察稀释涂布后的平板,菌落呈白色,形状不规则,边缘不整,齐扁平,光滑,有光泽,质地黏稠;进行生理生化鉴定和革兰氏染色,该菌株符合芽孢杆菌特性;再提取菌株DNA进行16s r DNA扩增,将测序结果在NCBI上经BLAST比较分析发现,该菌株与沙福芽孢杆菌相似度达到97.3%,表明从田间获得的菌株为XJSAS1(沙福芽孢杆菌),属于芽孢杆菌科、芽孢杆菌属。2.利用平板对峙试验发现XJSAS1可抑制V.dahliae的生长,且于测试第21 d后达到最大拮抗效果;再测定48 h生长曲线发现其在14~16 h之间达到最佳浓度;通过抗生素(卡那、头孢、青霉素)测试发现,抗生素可以抑制XJSAS1菌株的生长。3.通过温室防效试验,发现菌株在OD600为0.6时,利用浸种的方法可以达到最大抗病效果,防效测试的平均防效值为64.39%大于60%,并且可在防效试验结束后在棉花下胚轴处提取到芽孢杆菌及V.dahliae。将提取的芽孢杆菌再次进行一轮防效试验,防效为76.47%,没有显著性差异;利用浓度为0.1~1.0对XJSAS1进行种子萌发的测试,发现其浓度OD600为0.1时促发芽效率最高,为55%,高于清水对照组,当OD600高于0.6时促发芽效率降低但仍然可在9 d后基本都发芽。通过防效试验表明OD600为0.6时的XJSAS1拮抗黄萎病效果最好,而低浓度的XJSAS1菌液可以起促进种子发芽。4.通过对XJSAS1细菌全基因组图的分析,利用GO注释、KEGG注释、COG注释、TCDB注释、CAZy注释以及甲基化圈图分析,XJSAS1的基因组中代谢活动旺盛,表明其具有较强的生存与繁殖能力;糖降解能力强,可快速分解V.dahliae的细胞壁。综合上述内容分析,从新疆棉花重病田中获得的芽孢杆菌XJSAS1,通过形态学、生理生化和分子生物学鉴定为沙福芽孢杆菌,菌株经平板对峙以及温室防效试验均表明该菌株可以有效抑制棉花黄萎病的发生,和促进种子的发芽率,故可被制备为生物菌剂用以农业生产。
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