番茄灰霉病拮抗菌株的筛选鉴定及其作用机制研究

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番茄灰霉病是一种重要的并原真菌病害,该病害不仅在寄主植物生长季节可以发生,还可以在农产品的储藏期间发生,因此危害严重。据报道一般年份病害的发生可造成的经济损失达20%-30%,严重的年份50%以上甚至绝收。灰霉病菌容易发生变异而产生抗药性,目前已对苯丙咪唑类、二甲酰亚胺类、氨基甲酸酯类等多种杀菌剂产生抗性,不仅造成防效的降低,而且导致药剂使用量不断加大。化学药剂的过度使用,不仅造成农产品农残超标,危害消费者的身体健康,还导致环境污染,破坏生态平衡,影响农业的可持续健康发展。  生物防治是植物病害防治的重要措施之一。生防菌可通过诱导寄主植物抗病性的产生、抑制或拮抗灰霉病菌或同时对寄主和病原发生作用而到达防治或减轻病害的目的。目前已有木霉菌、枯草芽胞杆菌、沙雷氏菌、链霉菌等多种微生物对灰霉病菌拮抗作用的相关报道。生物菌剂或制剂的研发可以减少化学农药的使用,从而既能有效防治病害,又可避免化学农药的使用带来的负面效应。  本实验从番茄叶片中分离并筛选出对灰霉病菌具有较高拮抗作用的生防细菌菌株QBA-3和QBA-5,并对其进行鉴定,研究了菌株的发酵条件、发酵滤液的稳定性,初步研究了拮抗菌株产生的抑菌活性物质对灰霉病菌的作用方式,以及对灰霉病的生防效果,得到如下结果:  1.从20份番茄叶片样品中分离得到得68株细菌菌株,通过凹玻片孢子萌发法筛选其中QBA-3和QBA-5菌株对灰霉菌具有较强的拮抗作用。QBA-3和  QBA-5菌株的发酵菌液机器滤液均对灰霉病菌分生孢子的萌发有抑制作用。因此,将QBA-3和QBA-5菌株作为防治灰霉病的生防细菌菌株。  2.依据16S rDNA测序,结果表明,菌株与假单胞菌属的序列一致性最高,达到99%。参照《细菌系统常见鉴定手册》对菌株进行形态学特征、生理生化特征的鉴定,鉴定QBA-3为洋葱假单胞菌菌株,QBA-5为嗜麦芽假单胞菌菌株。  3.通过对菌株发酵条件的不断优化,结果表明:在YEPD培养基中,QBA-3菌株的最佳发酵时间为4天,温度为28℃,培养基pH为9,转速为130 rpm,装样量为20 mL/100 mL。QBA-5菌株的最佳发酵时间为3天,温度为40℃,培养基pH为9,转速为130 rpm,装样量为15 mL/100 mL。  4.活性物质的稳定性实验结果表明,QBA-3和QBA-5两菌株的发酵滤液对热稳定,在100℃条件下处理30 min,抑制率均在96%以上。两菌株发酵滤液的活性物质对可见光和紫外线较为敏感,随着处理时间的延长,两个菌株发酵滤液的抑菌活性逐渐降低。紫外处理24 h后对灰霉病菌分生孢子萌发的抑制率分别为76.1%和60%;可见光处理30d后对灰霉病菌分生孢子萌发的抑制率分别为56%和34%。将活性物质置于4℃和25℃条件下进行贮存,结果表明,90d后两个菌株活性物质的抑菌活性均略有降低,但差异不显著,由此看出该活性物质可以长期贮存。pH对活性物质的影响研究表明,QBA-3菌株产生的活性物质在pH为5-11范围内对灰霉病菌分生孢子萌发的抑制率均在93%以上,所以对酸碱稳定,而QBA-5相对耐碱不耐酸,在pH=4时,抑制率仅为20%。而在pH=10时抑制率接近于100%。  5.菌株对灰霉病菌作用机制的研究结果表明,两个菌株对灰霉病菌分生孢子的萌发有强烈的抑制作用,并能有效的抑制芽管伸长及强烈抑制灰霉病菌菌丝的生长,使灰霉病菌菌丝折叠扭曲畸形,细胞壁破损甚至消解导致分生孢子破裂死亡和菌丝断裂。QBA-3和QBA-5对菌丝生长的抑制率分别为97.86%和97.03%,而甲硫?乙霉威对菌丝生长的抑制率97.68%。  6. QBA-3菌株发酵滤液对番茄离体叶片和果实灰霉病的预防效果分别为92.5%和83.2%;而QBA-5的防效分别为80%和81.5%  7.通过对活性物质性质的初步研究发现,两种拮抗细菌产生的活性物质均具脂溶性,最佳萃取剂是氯仿;通过制备色谱,初步分离到该活性物质。
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