穿刺巴斯德芽菌Ppgh—3对番茄根结线虫病防效研究

商桑　田丽波　孙新蕊　黄慧琴　朱军　孙前光　鲍时翔

摘 要 为了探讨穿刺巴斯德芽菌Ppgh-3对番茄根结线虫病的防效，对种植在含有根结线虫土壤中的番茄根系周围接种不同量的穿刺巴斯德芽菌Ppgh-3，在接种后的30、45、60 d分别测定番茄的株高、茎粗、根重、地上部重、根冠比、根系活力、病情指数，并在结果期测定单果重和3穗果的单株产量。结果表明：根结线虫侵染会造成番茄株高、产量、地上重显著降低，茎粗明显变细，根重、根冠比显著增加，根重、根系活力先升高后降低。接种穿刺巴斯德芽菌后，各处理的株高、产量、地上部重、茎粗均较只施线虫对照增加，而根重、根冠比则降低，接种穿刺巴斯德芽菌量最多的处理，株高比只接种根结线虫的处理增加6.55%，茎粗增加了16.99%，地上重增加了34.26%，根重减少了13.98%，病情指数降低了64%，果实产量增加了61.56%，与接种根结线虫的处理存在显著差异。这说明穿刺巴斯德芽菌Ppgh-3对根结线虫具有防治效果，而高接种量的穿刺巴斯德芽菌对番茄根结线虫病的防治效果最好。

关键词 根结线虫；穿刺巴斯德芽菌；防效；产量

中图分类号 S436.412 文献标识码 A

Abstract To determine the control effect of P. penetrans Ppqh-3 on tomato root-knot nematode disease， Pasteruia penetrans Ppqh-3 was inoculated around the tomato root which was infected by M.incognita and the plant height， stem diameter， root weight， root shoot radio， root activity， disease index and the single fruit weight and the yield per plant were measured at 30 d， 45 d and 60 d after inoculation， respectively. The results showed that after P. penetrans inoculation， the plant height， yield， crown weight and stem diameter of all inoculation treatments increased than the control treatment with root-knot nematode only，but the root weight and root shoot radio decreased. For the highest inoculation treatment， the plant height was 6.55% higher than the treatment with root-knot nematode only， it was 16.99% for stem diameter and 34.26% for crown weight， the root weight decreased 13.98%， the disease index decreased 64% and the yield per plant increased 61.56% and all these were significantly different with the control treatment. The control effect of P. penetrans Ppqh-3 on tomato root-knot nematode was the best for the treatment with high inoculation quantity.

Key words Meloidogyne；Pasteuria penetrans；Control effect；Yield

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.07.022

根结线虫（Meloidogyne spp.）是植物寄生线虫中分布最广、危害最大的一个类群。世界各地均有根结线虫病发生的报道，它能够侵染分别属于114科的3 000多种寄主植物[1]，侵染作物后，使农作物减产10%～75%，同时使植物易感染其他病害[2-3]。已有大量研究结果表明，中国热带、亚热带地区病原线虫优势种群为南方根结线虫[4-5]，在热带、亚热带地区，病原线虫无越冬现象，危害更为严重，海南冬季蔬菜中所有瓜类、茄果类和豆类均可感染根结线虫病[4]。

目前，根结线虫的防治方法主要有农业防治、物理防治、化学防治及生物防治等，其中生物防治方法因具有环境友好、对人体无害等特点而越来越受到重视。

穿刺巴斯德芽菌（Pasteuria penetrans）属于厚壁菌门（Firmicutes）、芽胞杆菌目（Bacillules）、巴斯德芽菌科（Pasteuriaceae）、巴斯德芽菌属（Pasteuria）的产芽胞细菌，是根结线虫的专性寄生菌，被其感染的根结线虫雌虫不能产卵或只产少量卵，有效地降低了土壤中根结线虫的数量[6]，同时，感染了穿刺巴斯德芽菌的根结线虫活动能力减弱，阻碍了其侵入寄主根系[7]。因穿刺巴斯德芽菌独特的作用方式及其休眠芽胞的强抗逆性，被认为是目前防治根结线虫最有潜力的生防因子之一[8-9]。国内外许多学者，如潘沧桑等[10]、王志伟等[11]、贾本凯[12]等对穿刺巴斯德芽菌防治根结线虫效果进行了大量研究，并取得了一定进展。本研究在前期工作中已获得多株穿刺巴斯德芽菌相关菌株，通过形态学及分子鉴定，确定菌株Ppqh-3为穿刺巴斯德芽菌，通过吸附侵染实验发现其对南方根结线虫具有较高的侵染活性及对多种根结线虫的广谱寄生能力[13]。

基于根结线虫的发生越发严重，而关于利用穿刺巴斯德芽菌对根结线虫的生物防治深入、系统的研究并不多见。因此本研究通过接种不同接种量的、自制的穿刺巴斯德芽菌菌剂，分别测定接种后不同时期番茄的生长指标、病情指数及产量来研究穿刺巴斯德芽菌对番茄根结线虫病的防治效果，为研究穿刺巴斯德芽菌-根结线虫-植物之间的互作提供了理论依据，同时也为进一步将该菌株开发成对根结线虫具有实际应用价值的生防制剂奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 植物材料 番茄（Lycopersicon esculentum，绿友牌超级大明星），购于广东省湛江市大地蔬菜种子有限公司。

1.1.2 实验用盆 直径40 cm、高45 cm的无纺布袋花盆

1.1.3 供试土壤 采自海南大学儋州园艺园林学院实验基地，经检验线虫种类为南方根结线虫，病土混匀后线虫密度为5头/10 g。每盆装土量为2.5 kg（无菌土是将病土用高压灭菌锅120 ℃湿热灭菌20 min，取出晾干备用）。

1.1.4 供试菌 穿刺巴斯德芽菌（Pasteuria penetrans）菌剂（以下简称为菌剂）由本实验室自采穿刺巴斯德芽菌菌株Ppgh-3经扩繁获得，配成密度为2×106/mL的孢子悬浮液备用。

1.2 方法

1.2.1 番茄种植及实验设计 试验始于2012年11月25日，将番茄种子用1% NaClO表面消毒10 min，用蒸馏水冲洗3遍，培养皿中铺湿润滤纸28 ℃催芽，待发芽后进行无菌土穴盘播种。待苗龄达到4叶1心时进行定植，同时进行接种。实验共设6个处理，分别为对照组CK1（阳性对照，只接病土）、处理1（病土+50 mL菌剂）、处理2（病土+接种100 mL菌剂）、处理3（病土+150 mL菌剂）、处理4（病土+200 mL菌剂）、CK0（灭菌土，不接种菌剂），每个处理重复3次，每次重复10株苗。在番茄苗定植后30、45、60 d时采样（每次采样10株，取平均值），分别测定株高、茎粗、地上部重、根重、病情指数及产量等指标。

1.2.2 株高、茎粗、根鲜重、地上鲜重的测定 采用皮尺、游标卡尺测定株高和茎粗，天平测定根鲜重和地上部重，根冠比=根鲜重/地上部重。

1.2.3 根系活力的测定 参照李合生[14]的TTC法。

1.2.4 病情指数的测定 分级标准：无根结为0级；1%～25%根有根结为1级；26%～50%根有根结为3级；51%～75%根有根结为5级；76%～ 100%根有根结为7级。病情指数=∑各级株数×严重度级数/调查总株数×最高病级数×100[15]。

1.2.5 产量的测定 果实成熟后测其单株果重，共测3穗果的单株总产量（每次随机选取10株采样，取平均值）。

1.3 数据处理

采用DPS7.05软件进行方差分析，采用Microsoft Excel进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 穿刺巴斯德芽菌对番茄株高的影响

不同接种量的穿刺巴斯德芽菌对番茄株高的影响见表1，接种后30、45、60 d时，不同处理的株高均高于只施线虫的对照，而低于无病土的对照，说明根结线虫的侵染导致番茄株高比正常情况低。接种后30 d时，不同处理和对照相比差异不显著，但2个对照之间即无病土和施入线虫的病土的番茄株高差异达到了显著水平，各处理比只施线虫的对照分别增加了6.14%、3.37%、6.14%、6.73%，处理4增加的最多。接种后45 d时，各处理和对照的株高都有小幅增高，处理4与处理1、2及CK1差异显著，与CK0差异不显著，各处理比CK1分别增加了5.52%、3.99%、3.55%、9.91%，处理4增长的最多。接种后60 d时，各处理与CK1差异不显著，与CK0差异达到了显著水平，各处理比CK1分别增加了4.43%、0.55%、7.20%、6.55%，处理3、4增加的最多。

2.2 穿刺巴斯德芽菌对番茄茎粗的影响

穿刺巴斯德芽菌对茎粗的影响见表2。接种后30、45、60 d时，低接种量的各处理与CK1茎粗差异较小，高接种量的各处理的茎粗仍高于对照CK1和低接种量处理，而小于CK0，根结线虫的侵染导致番茄茎粗低于正常情况。接种后30 d时，各处理及对照间差异均不显著，处理2、3、4分别比CK1茎粗增加了8.57%、8.96%、10.37%。接种后45 d时，处理4与低接种量处理及CK1差异达到了显著水平，处理2、3、4分别比CK1增加了5.99%、6.48%、13.59%。接种后60 d时，处理4与CK1及处理1、2差异达到了显著水平，处理3、4分别比CK1茎粗增加了6.84%、16.99%，除CK0外，其他各处理与接种后30、45 d时的茎粗相比，差别较小。高接种量的穿刺巴斯德芽菌对根结线虫的防效更好。随着接种后时间的推移，接种量对茎粗的影响越来越小。

2.3 穿刺巴斯德芽菌对番茄冠鲜重的影响

穿刺巴斯德芽菌对冠鲜重的影响见图1。被根结线虫侵染的植株地上部重均低于正常情况下植株的地上部重。接种后30、45、60 d时，随着穿刺巴斯德芽菌接种量的增加，相应处理的番茄植株的地上部重也逐渐增加。CK0、高接种量的处理地上部重显著高于低接种量处理和CK1。接种后30 d时，各处理与CK1的地上部重无显著差异。接种后60 d时，接种量最高的处理4比CK1的地上部重增加了34.26%，差异达极显著水平。

2.4 穿刺巴斯德芽菌对番茄根鲜重的影响

穿刺巴斯德芽菌对根鲜重的影响见图2。被根结线虫侵染的植株根鲜重通常因形成根结而略高于或显著高于正常情况下的植株根鲜重。接种后30、45、60 d时，随着穿刺巴斯德芽菌接种量的减少，番茄植株的根鲜重逐渐增加。接种后30 d时，CK0及各处理根鲜重显著低于CK1，各处理比CK1的根鲜重分别减少了30.17%、36.30%、56.45%、44.16%，处理3、4减少的最多。接种后45 d时，各处理比CK1的根鲜重分别减少了10.03%、15.71%、18.70%、24.27%，处理3、4减少的最多。接种后60 d时，各处理比CK1的根鲜重分别减少了8.08%、9.59%、9.86%、13.98%。接种后30 d时，各处理对根鲜重的影响较大，穿刺巴斯德芽菌对根结线虫的防效最明显。综上所述，高接种量的处理防效较好。

2.5 穿刺巴斯德芽菌对番茄根冠比的影响

穿刺巴斯德芽菌对番茄根冠比的影响见图3。被根结线虫侵染的植株根冠比均略高于或显著高于正常情况下的植株根冠比。接种后30、45、60 d时，随着穿刺巴斯德芽菌接种量的增加，番茄植株的根冠比逐渐降低。随着接种时间的延长，各处理的番茄根冠比逐渐降低。接种后30 d时，CK0及各处理根冠比显著低于CK1，各处理比CK1的根冠比分别减少了35.71%、42.86%、57.14%、57.14%，处理3、4减少的最多。接种后60 d时，各处理比CK1的根鲜重分别减少了0、14.29%、14.29%、28.57%。接种后60 d时，各处理对根鲜重的影响较大。

2.6 穿刺巴斯德芽菌对番茄根系活力的影响

穿刺巴斯德芽菌对番茄根系活力的影响见图4。由图4可知，在接种穿刺巴斯德芽菌后30 d，CK1的根系活力最高，为0.40 mg/（g·h）；CK0的根系活力最低，为0.36 mg/（g·h），但各处理的根系活力无显著差异。随着接种时间的增加，各处理的根系活力均出现下降的趋势，其中CK1降低的幅度最大。接种后45 d时，CK1的根系活力为0.19 mg/（g·h），下降幅度为52.5%，CK1和处理1同其他各处理达到显著差异，CK0的根系活力为0.33 mg/（g·h），降幅仅为8.3%，其他各处理的降幅在13%～47%；接种后60 d时，CK1的根系活力降为0.12 mg/（g·h），CK0与处理4的根系活力同其他各处理均达到显著差异。

2.7 穿刺巴斯德芽菌对番茄病情指数的影响

穿刺巴斯德芽菌对番茄病情指数的影响见表3。接种穿刺巴斯德芽菌使各处理的番茄病情指数均小于CK1，即接种穿刺巴斯德芽菌减轻了根结线虫对番茄根系的侵染，高接种量处理的病情指数显著低于低接种量处理和CK1的病情指数。接种后30、45、60 d时，随着穿刺巴斯德芽菌接种量的增加，番茄植株的根系病情指数逐渐降低。接种后30 d时，各处理比CK1的病情指数分别减少了15.05%、38.71%、53.76%、68.82%，处理3、4降低的最多。接种后45 d时，各处理比CK1的病情指数分别减少了14.00%、21.00%、43.00%、71.00%，处理3、4减少的最多。接种后60 d时，各处理比CK1的病情指数分别减少了7.00%、29.00%、50.00%、64.00%。接种后30 d时，各处理对根系病情指数的影响较大，穿刺巴斯德芽菌对根结线虫的防效最明显。综上所述，高接种量的处理防效较好。

2.8 穿刺巴斯德芽菌对番茄果实产量的影响

穿刺巴斯德芽菌对番茄果实产量的影响见表4。由表4可知，番茄果实的产量与受根结线虫侵染的程度呈正比。各处理中，CK1的果实平均单重最小，为70.14 g，其他各处理随着穿刺巴斯德芽菌接种量的增加而增加，CK0果实单重最大，为110.98 g，与其他各处理的差异达到显著水平。CK1的单株产量也最低，为978.69 g，与CK0相差602.44 g，差幅达到38.1%，其他各处理中，处理4的单株产量为1 535.29 g，与CK0无显著差异。随着接种量的降低，处理3、2、1的单株产量也逐渐降低。处理1的单株产量虽然与处理4的差异达到显著水平，但仍高于CK1，增幅为34.74%，说明穿刺巴斯德芽菌能够有效抑制根结线虫对番茄的侵染，提高了番茄的产量。

3 讨论与结论

热带、亚热带地区根结线虫病发生非常普遍，危害十分严重，不仅危害绝大部分蔬菜[4]，同时也侵染果树等多种作物[9]。番茄是南方根结线虫易感寄主植物[16]。本研究结果发现根结线虫侵染番茄根系，会造成株高、产量、地上部重显著降低，茎粗明显变细，根重、根冠比显著增加，根系活力先升高后降低，此结论与李文超等[17]、王冰林等[18]、宾淑英等[19]的研究结果基本一致。

施用穿刺巴斯德芽菌可以减弱根结线虫对番茄造成的危害，与此前王志伟等[11]、潘沧桑等[20]的研究结果一致，尤其是接种量高的处理效果最明显，随穿刺巴斯德芽菌接种量的增加，各处理株高、茎粗、地上部重、单果重、单株产量逐渐增加，均大于只施线虫的对照，病情指数随着接种量的增加逐渐降低，而且接种量最高的处理与正常水平最为接近。被根结线虫侵染的植株根鲜重通常因形成根结而略高于或显著高于正常情况下的植株根鲜重，而地上部重减少，随着穿刺巴斯德芽菌接种量的增加，番茄植株的根鲜重逐渐接近正常水平，根冠比也逐渐降低，高接种量的处理根冠比最接近正常水平，防治效果最好，此结论与潘沧桑等[10，20]的研究结果基本一致。接种穿刺巴斯德芽菌的初期，所有处理及只施根结线虫的对照CK1的根系活力均高于空白对照CK0，只施根结线虫的对照其根系活力最高，可能是由于线虫侵染刺激了根系对营养的吸收，因此根系活力较高；随着根结线虫侵染时间的延长，各处理及CK1的根系活力逐渐下降，穿刺巴斯德芽菌接种量高的处理根系活力逐渐接近正常水平，而低浓度接种处理和只施线虫的对照的根系活力仍远远低于正常水平，说明穿刺巴斯德芽菌能够通过抑制线虫对植物根系的侵染而维持植物的根系活力。

参考文献

[1] 刘维志， 段玉玺. 植物病原线虫学[M]. 北京： 中国农业出版社， 2000： 213-281.

[2] 杨宝君，曾大鹏. 植物根结线虫（生物学、 分类鉴定和防治）[M]. 北京： 科学出版社， 1983.

[3] 李茂胜， 严叔平， 张 琳，等. 枯萎病菌和根结线虫对黄瓜复合侵染研究[J]. 福建农业学报， 2001， 16（2）： 28-31.

[4] 陈绵才， 谢圣华， 肖彤斌，等. 海南岛冬季蔬菜根结线虫病的发生及其防治研究[J]. 沈阳农业大学学报， 2001， 32（3）： 186-188.

[5] 胡茂秀， 卓 侃，廖金玲. 中国葫芦科和茄科作物上根结线虫的鉴定[C]//中国植物病理学会2012年学术年会论文集. 北京：中国农业科学技术出版社， 2012： 313.

[6] Ciancio A， Quénéhervé P. Population dynamics of Meloidogyne incognita and infestation levels by Pasteuria penetrans in a naturally infested ？eld in Martinique[J]. Nematropica， 2000， 30（1）： 77-86.

[7] Davies K G， Flynn C. Observations on the pathogenicity of Pasteuria penetrans， a parasite of root-knot nematodes[J]. Annuals of Applied Biology， 1988， 112（3）： 491-501.

[8] Stirling G R. Biological control of plant parasitic nematodes：Progress problems and prospects[M]. Wallingford： CABI Publishing， 1991： 21-25.

[9] Chen Z X， Dickson D W， Mitchell D J， et al. Suppression mechanisms of Meloidogyne arenaria race 1 by Pasteuria penetrans[J]. Journal of Nematology， 1997， 29（1）： 1-8.

[10] 潘沧桑， 林 竟，王生元. 穿刺芽孢杆菌菌剂研制及其对根结线虫的防治[J]. 微生物学报， 1997， 37（6）： 480-482.

[11] 王志伟， 翁忠贺， 肖日新，等. 侵入巴斯德氏芽菌对海南瓜菜根结线虫病害的生物防治效果[J]. 热带作物学报， 2010， （31）： 2 020-2 024.

[12] 贾本凯. 海南岛茄果类蔬菜根结线虫病原鉴定及穿刺巴氏杆菌防效测定[D]. 海口： 海南大学， 2012.

[13] 商 桑. 穿刺巴斯德芽菌Ppqh-3的分离、扩繁及其对根结线虫的防效研究[D]. 海口： 海南大学， 2014.

[14] 李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京： 高等教育出版社， 2000： 119-120.

[15] Stirling G R， White A M. Distribution of a parasite of root knot nema-todes in South Australian Vineyards[J]. Plant Disease， 1982， 66（1）： 52-53.

[16] 马艳粉， 郝志云， 肖 春，等. 南方根结线虫对不同寄主植物侵染能力的比较[J]. 安徽农业科学， 2011， 39（24）： 14 658-14 659， 14 695.

[17] 李文超， 董 会， 王秀峰. 根结线虫对日光温室黄瓜生长、果实品质及产量的影响[J]. 山东农业大学学报（自然科学版），2006， 37（1）： 35-38.

[18] 王冰林， 韩太利，李媛媛. 根结线虫侵染对茄子苗期生理生化反应的影响[J]. 北方园艺， 2012（23）： 139-142.

[19] 宾淑英， 姚圣梅， 林进添，等. 花生根结线虫对花生植株主要生理指标的影响[J]. 华中农业大学学报， 1999， 18（2）： 121-124.

[20] 潘沧桑， 林 竞， 丘文杰，等. 穿剌芽孢杆菌防治根结线虫的盆栽试验[J]. 厦门大学学报（自然科学版）， 1998， 37（5）： 747-753.