【摘 要】
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烟草是湖北省重要的经济作物,近两年在湖北西北部烟区发生大面积的烟草炭疽病,严重降低了烟叶的产量和品质。本研究通过形态学鉴定和多基因系统发育分析对湖北恩施、宜昌等烟区烟草炭疽病病原菌种类进行鉴定,在此基础上研究烟草炭疽病的化学防治和生物防治技术,并探索了贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus.velezensis)F85对烟草炭疽病的生防机制。主要研究结果如下:(1)在湖北恩施、宜昌等地的9个种植区采集烟
【基金项目】
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湖北省烟草总公司科技项目(合同号:027Y2021-004);
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烟草是湖北省重要的经济作物,近两年在湖北西北部烟区发生大面积的烟草炭疽病,严重降低了烟叶的产量和品质。本研究通过形态学鉴定和多基因系统发育分析对湖北恩施、宜昌等烟区烟草炭疽病病原菌种类进行鉴定,在此基础上研究烟草炭疽病的化学防治和生物防治技术,并探索了贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus.velezensis)F85对烟草炭疽病的生防机制。主要研究结果如下:(1)在湖北恩施、宜昌等地的9个种植区采集烟草穿孔病叶,共分离得到320个菌株,其中炭疽菌Colletotrichum sp.占较大分离比例,平均分离率达71%。对62株烟草炭疽菌菌株进行致病性测定,其中29株菌株有致病性。通过形态学观察和ITS序列分析,证实引起湖北省烟草炭疽病的病原组成有Gloeosporioides、Boninense、Acutatum三个复合种。进一步采用ACT、CHS-1、CAL、TUB2、GAPDH等多基因系统发育分析,发现在Gloeosporioides复合种中的11株炭疽菌与C.fructicola模式菌株聚在一起,3株菌株与C.siamense模式菌株聚在一组,3株菌株和C.kahawae模式菌株聚在一起;在Boninense复合种中的7株菌株能够很好的和C.karstii模式菌株聚在一起;在Acutatum复合种中的5株菌株与C.nymphaeae模式菌株亲缘关系最近。因此,将引起湖北省烟草炭疽病的病原鉴定为5个炭疽菌种,包括C.fructicola、C.siamense、C.kahawae、C.karstii 和 C.nymphaeae。(2)为建立烟草炭疽病的防控技术,在室内和田间筛选防效好的杀菌剂和生防菌。对5种杀菌剂进行室内毒力筛选,24%噻呋酰胺悬浮剂、8%井冈霉素水剂对烟草炭疽病菌的抑制效果最好,EC50分别为0.56 μg/mL、0.6 μg/mL;在宣恩和鹤峰的田间试验进一步表明,24%噻呋酰胺悬浮剂和8%井冈霉素水剂防效最好。生防菌平板对峙试验,发现5种生防菌对不同种的烟草炭疽病菌均有一定抑制作用,其中解淀粉芽孢杆菌duo-1、贝莱斯芽孢杆菌F85对5种烟草炭疽病菌的拮抗效果最好,抑菌带在16~23 mm之间;鹤峰田间防效试验表明,5种生防菌发酵液稀释4倍时,防治效果均要明显好于稀释10倍发酵液防效;使用生防菌稀释4倍发酵液处理后,贝莱斯芽孢杆菌F85对烟草炭疽病的防效最好,防效为50.38%。在生产上可选用24%噻呋酰胺悬浮剂、8%井冈霉素水剂作为烟草炭疽病的化学防治药剂,选择贝莱斯芽孢杆菌F85作为其生防菌株。(3)用贝莱斯芽孢杆菌F85无菌发酵滤液处理烟草炭疽病主要病原菌C.fructicola,其菌丝生长受到明显抑制,菌丝生长畸形。分生孢子经过F85无菌发酵滤液处理后萌发受到显著影响,产生的芽管畸形,附着胞形成受到抑制。在活体烟叶上,F85无菌发酵滤液对烟草炭疽病有明显的防治作用。对F85无菌发酵滤液处理烟草炭疽菌C.fructicola进行转录组学分析,共有2870个差异表达基因(DEGs),其中1524个基因下调表达,1346个基因下调表达。GO富集分析发现,对细胞生物合成过程调控、生物合成过程调控、高分子生物合成过程调控、细胞大分子生物合成过程调控等的富集最为显著;通过KEGG分析,DEGs主要富集在β-丙氨酸和苯丙氨酸代谢、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸降解等过程。可以看出,DEGs均富集在与氨基酸的代谢和降解过程,表明F85无菌发酵滤液对C.fructicola的氨基酸代谢途径有显著影响。推测F85无菌发酵滤液主要是影响C.fructicola体内多种氨基酸的代谢通路,从而干扰多种能量代谢途径,进而对C.fructicola的生长和侵染表现出抑制作用。
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