生防菌剂对香蕉枯萎病的防控效应及作用机制研究

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香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusariumoxysporumf.sp.cubense,Foc)侵染而引起的香蕉毁灭性土传病害。近年来该病在我国香蕉主产区持续暴发,使香蕉产业健康发展受到严重威胁和挑战。而利用生防菌来防治香蕉枯萎病是目前的主要防治对策和研究热点。本研究以南方地区香蕉主栽品种巴西蕉为研究对象,利用GreenFluorescentProtein(GFP)示踪技术研究高防效菌株绿色木霉(Trichodermaviride.XP1)和解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens.XP2)优化复配的生防菌剂对盆栽香蕉生长、致病菌侵染模式、抗氧化性酶及细胞壁降解酶活性、枯萎病毒素含量和发病率等方面的影响,以期探讨生防菌剂对香蕉枯萎病的防控效应及作用机理,为香蕉枯萎病的生物防治提供技术支撑。主要结论如下:  1)接种生防菌剂可有效防控香蕉枯萎病的发病率,缓解致病菌对香蕉生长的不良影响。试验结果表明,接种不同用量的2个生防菌剂处理(T2和T3)香蕉枯萎病防治效果为81.7%和95.0%;T2处理和T3处理香蕉叶片数、假茎直径、株高、根系长度、根系数量较单一接种致病菌的处理(T1)分别增加1片~2片叶、8mm~9mm、14.9cm~20.1cm、13.2cm~21.2cm、2条~3条,差异呈极显著水平(P<0.01)。T2、T3处理与接种灭活致病菌和生防菌剂的对照处理(CK)比较,香蕉叶片数、假茎直径、株高、根系长度、根系数量无显著差异(P<0.05)。  2)共培养试验表明生防菌剂对Foc4-GFP有明显的抑制作用,接种生防菌剂使致病菌菌丝体和分生孢子明显减少,菌丝主支和分支顶端出现圆形囊泡,部分囊泡破裂,内含物外流。同时,利用激光共聚焦扫描显微镜观察生防菌剂对香蕉枯萎病菌侵染香蕉过程发现,生防菌剂能有效抑制致病菌的生长繁殖,减少致病菌在香蕉根表的附着与侵染。生防菌剂处理组在试验的不同时段,香蕉根系、球茎、假茎中均未观察到Foc4-GFP分生孢子和菌丝体。而在接种单一致病菌的处理中,分别在不同时间段中观察到分生孢子和菌丝体侵入。尤其是第17dFoc4-GFP菌丝体已侵入香蕉苗假茎维管束中并大量增殖,产生分生孢子。  3)通过接种生防菌剂可有效阻控病原菌对香蕉根系的侵染,显著降低香蕉抗氧化性酶和细胞壁降解酶的酶活性(P<0.05)。T2处理和T3处理三种抗氧化性酶过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性较T1处理酶活性57.136U/(g·min)、148.75U/(g·min)、102.943U/(g·min)分别平均下降39.10%和68.74%、11.60%和31.76%、19.10%和42.03%,差异呈显著水平(P<0.05);T2和T3处理两种细胞壁降解酶纤维素酶(CMC)和果胶甲基酯酶(PME)活性较T1处理酶活性117.97U/(g·min)和0.0707U/(g·min)分别降低为29.10%和46.02%、12.40%和43.19%,差异呈显著水平(P<0.05)。  4)通过接种生防菌剂可有效阻控病原菌对香蕉根系的侵染,显著降低香蕉假茎中致病毒素含量(P<0.01)。T2处理假茎中镰刀菌酸(FA)、白僵菌素(BEA)和恩镰孢菌素(EB)含量分别为0.016μg/mL、0.0015μg/mL、0.1275ng/mL,T3处理假茎中FA、BEA和EB含量分别为0.013μg/mL、0.0010μg/mL、0.0514ng/mL,显著低于T1处理的0.239μg/mL、0.0236μg/mL、2.4114ng/mL。T2处理假茎中FA、BEA和EB分别降低93.31%、93.64%和94.71%,T3处理假茎中FA、BEA和EB分别降低94.56%、95.76%和97.87%。
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