几种微生物菌剂对烟草白粉病的抑制效应
2016-04-13雷帮星文晓鹏谯利军
张 涛,雷帮星,何 劲,文晓鹏*,谯利军
(1.贵州大学 农业生物工程研究院/生命科学学院,山地植物资源保护与种质创新省部共建教育部重点实验室,贵州贵阳550025;2.贵州大学 教育部西南药用生物资源工程研究中心,贵州 贵阳550025;3.贵阳学院,贵州贵阳550005)
几种微生物菌剂对烟草白粉病的抑制效应
张 涛1,雷帮星2,何 劲3,文晓鹏1*,谯利军2
(1.贵州大学 农业生物工程研究院/生命科学学院,山地植物资源保护与种质创新省部共建教育部重点实验室,贵州贵阳550025;2.贵州大学 教育部西南药用生物资源工程研究中心,贵州 贵阳550025;3.贵阳学院,贵州贵阳550005)
为烟草白粉病的生物防治及生物农药开发提供理论依据,采用喷雾法研究GuBC-1、GuBC-2、GuBC-3、GuBC-4、GuBC-5、GuBC-6和GuBC-7等7种细菌菌株发酵液对烟草白粉病的防治效果。结果表明:菌株GuBC-1和GuBC-2对烟草白粉病的防治效果最好,病情指数分别为51.29和49.67,显著低于清水对照(95.95);除GuBC-6外,其他6个菌株对烟草株高、鲜重和干重均有促进作用,其中,GuBC-1处理促生作用最明显,株高、鲜重和干重分别为11.3cm、7.65g和0.95g,分别比对照提高44.2%、74.9%和63.2%。菌株GuBC-1可作为生防菌开发和应用。
烟草白粉病;生物防治;病情指数;生长指标
烟草(Nicotianatabacum)是我国重要的经济作物之一,贵州省是烟叶的重要产区,每年烤烟产量600万担左右,约占全国烟叶生产总量的15%[1]。近年来,随着烟草种植面积的扩大,烟草白粉病(Erysiphecichoracearum)已发展成为危害烤烟生产的重要病害之一,给烤烟发展带来巨大隐患[2]。该病在烟草整个生育期均能造成危害[3],受害烟叶调制后呈棕褐色,烟叶薄,油份少,香气品质差,造碎率高[4]。现阶段烟草白粉病防治仍以化学防治为主,30%特富灵可湿粉剂、12%腈菌唑乳油、40%福星乳油和15%三唑酮可湿性粉剂对烟草白粉病的防治效果均达80%以上[5]。孙丽萍等[6]研究发现,25%的丙环唑EC和40%氟硅唑EC对烟草白粉病均有一定的防治作用。随着无公害农产品生产规模的逐步扩大,有害生物的抗药性及农产品农药残留等问题日趋严重,研究和开发有效的生物农药越来越受到人们的关注。微生物农药是应用最广泛的生物农药,我国已登记在册的微生物农药产品324个[7];利用微生物的拮抗作用开发新生物农药已成为国内外研究热点[8],对烟草产业发展具有重要意义。季虹[9]指出,生物农药具有安全、效益高、成本低及对环境污染小的明显优势,不仅对当年的病虫害起到一定的防治作用,还可以影响第2年的虫害发生。王静等[10]研究发现,短小芽孢杆菌AR03能抑制烟草白粉病菌分生孢子的萌发,且其菌悬液对温室棚烟草白粉病的防效为74.0%,所处理植株新生叶片均未发病,持效期为30d以上。张永春等[11]从烟草土壤中筛选出具有拮抗效果的微生物菌株共135株,包括细菌26株、真菌2株和放线菌107株。马冠华等[12]分离得到内生菌Itb57对黑胫病温室防治效果为69.28%,田间防治效果为61.25%~72.49%。方敦煌等[13]从烟株根际土壤中分离纯化得到菌株GP13在大田对烟草黑胫病的防效为52.2%~83.3%。为丰富烟草白粉病生物防治的微生物资源及其生物农药的开发应用提供依据,笔者采用喷雾法研究贵州省生化工程中心分离保存的具有广谱抗菌作用的细菌菌株(GuBC-1、GuBC-2、GuBC-3、GuBC-4、GuBC-5、GuBC-6和GuBC-7)发酵液对云烟87白粉病的生物防治效果。
1 材料与方法
1.1 供试材料
1.1.1 菌株 供试菌株包括解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)GuBC-1、缺陷假单胞菌(Pseudomonasdiminuta)GuBC-2、解淀粉芽孢杆菌GuBC-3、纺缍形赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus fusiformis)GuBC-4、嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonasmaltophilia)GuBC-5、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)GuBC-6和GuBC-7等7株菌株,由贵州省生化工程中心分离保存。
1.1.2 病原植株 感染烟草白粉病(Erysiphecichoracearum)的云烟87植株,盆栽于贵州省贵州大学农业生物工程研究院实验大棚,用于拮抗试验。
1.2 试验方法
1.2.1 材料预处理 1)菌株发酵液的制备。将保存的7种细菌划线接种于PDA斜面培养基上,28℃恒温培养2d,置4℃冰箱备用。将已活化的7种菌分别接种于三角瓶PD培养液中(装瓶量20%),28℃恒温、120r/min摇床培养2d后喷施于烟草叶片和土壤表层。2)采用大棚漂浮板培育云烟87幼苗,将5叶期幼苗移栽至直径为15cm的盆中,每盆1株,9盆为1小区,基质为市场购买的蚯蚓粪∶菜园土(1∶1)。烟苗于2015年3月4日移栽至盆中进行培育,期间进行除草和适当施肥。于3月18日出现白粉层,去除黄叶继续培育,至4月3日进行病情基底调查,进行第1次喷药。
1.2.2 试验设计 试验于烟草叶片普遍出现白粉层时进行。试验设8个处理,其中,处理1~7依次喷施GuBC-1、GuBC-2、GuBC-3、GuBC-4、GuBC-5、GuBC-6和GuBC-7等7株细菌菌株的发酵原液,以清水为对照(CK)。采用单株小区处理,9次重复,每7d喷施1次。
1.2.3 测定项目 1)感病指数与相对防效。每7d测1次,统计白粉病的发病情况,计算病情系数和相对防效。0级:无病斑;1级:病斑面积占整个叶面积5% 以下;3级:病斑面积占整个叶面积6%~10%;5级:病斑面积占整个叶面积11%~20%;7级:病斑面积占整个叶面积21%~40%;9级:病斑面积占整个叶面积40%以上。2)在最后一次处理后(株龄约85d)测量各处理烟苗的株高,称量各处理单株烟草鲜重,然后烘干测定干重。
病情指数=[∑(各级病株或叶数×该病级值)/(调查总株或叶数×最高病级值)]×100
相对防效=[(对照病情指数-处理病情指数)/对照病情指数]×100%
1.3 数据统计与分析
用Excel 2007对所得到的原始试验数据进行整理,用SPSS 19.0进行数据处理,采用Duncan新复极差法进行单因素试验统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同菌株发酵液处理烟株的病情指数
从表1可知,各菌株发酵液对烟草白粉病均有不同程度的抑制作用,处理7~28d时GuBC-1和GuBC-2烟株的病情指数较稳定,28d时病情指数分别为51.29和49.67;GuBC-3、GuBC-4和GuBC-5烟株的病情指数呈不稳定波动;GuBC-6和GuBC-7烟株的病情指数呈连续升高趋势。其中,处理7d时,GuBC-1和GuBC-2烟株的病情指数较对照(CK)显著降低;处理14d时,GuBC-1、GuBC-2和GuBC-3烟株的病情指数较CK显著降低;处理21d时,除GuBC-6外,其他处理烟株的病情指数均较CK显著降低;处理28d时,除GuBC-6烟株的病情指数(96.41)高于CK(95.95)外,GuBC-1、GuBC-2、GuBC-3、GuBC-4及GuBC-7烟株的病情指数均显著低于CK,GuBC-5烟株的病情指数与CK差异不显著。
表1 不同菌株发酵液处理烟株的病情指数Table 1 Disease index of different strain fermentation broth on tobacco
2.2 不同菌株发酵液处理烟草白粉病的相对防效
从表2可知,GuBC-1、GuBC-2和GuBC-7的相对防效随时间推后呈逐渐升高趋势,28d时分别为46.55%、48.23%和27.47%。其中,GuBC-1和GuBC-2的相对防效最好;GuBC-3和GuBC-5分别在处理14d和28d时才有防效,且呈先上升后下降趋势;GuBC-4的防效不稳定,GuBC-6在整个处理期均无防效。
表2 不同菌株发酵液处理烟草白粉病的相对防效Table 2 Control efficiency of different strain fermentation broth on tobacco %
2.3 不同菌株发酵液处理烟草的生物量
从表3可知,不同菌株发酵液处理对植株的生物量有重要影响。除GuBC-6外,其余各处理烟草株高均高于CK,其中,GuBC-1、GuBC-2、GuBC-3和GuBC-7达显著水平,GuBC-1和GuBC-2的株高比CK分别提高44.2%和37.0%;GuBC-1、GuBC-3和GuBC-7烟草的鲜重显著高于CK,分别为7.65g、5.06g和5.01g;与CK相比,除GuBC-5和GuBC-6的干重无显著差异外,其余处理均显著高于CK。GuBC-1烟草各生物指标均有显著优势,表明其对烟草生长具有一定的促生作用。
表3 不同菌株发酵液处理烟草的生物量Table 3 Tobacco biomass of different strain fermentation broth
3 结论与讨论
研究结果表明,7种菌株发酵原液对烟草白粉病均有一定的防治效果。其中,GuBC-1和GuBC-2对烟草白粉病的防治效果较好,第28天时病情指数分别为51.29和49.67;GuBC-1烟草的平均株高和鲜干重等生物指标较稳定。说明,GuBC-1对烟草生长情况有一定的促进作用。曾婕等[14]通过小区试验发现,喷施木醋液可提高有机烟草的产量,并改善烟草品质;明显降低烟草普通花叶病和黑胫病的发病率,且对烟草白粉病没有影响。可在后期试验将GuBC-1发酵液与木醋液混合使用,旨在提高烟草质与量的同时降低白粉病的发病率。此外,考虑到化学农药的危害,可将GuBC-1发酵液与防治烟草白粉病的农药按一定比例混合使用,在降低化学农药危害的同时提高GuBC-1的防治效果。
研究筛选出对烟草白粉病有明显防效的菌株GuBC-1,经细菌学和分子生物学分类初步鉴定为解淀粉芽孢杆菌。解淀粉芽孢杆菌因分布广泛,对人畜无害和不污染环境等优点而成为生防菌的重要研究对象[15];其具有抑制植物病害的能力,能分泌脂肽类物质、聚酮类物质及具有蛋白活性的抑菌物质[16]。为提高GuBC-1的抑菌活性及其代谢产生的抑菌物质产量,在后期将对其发酵培养基培养条件进行筛选、优化,以提高其拮抗活性[17]。同时,对其发酵液中的活性成分、拮抗机理、制剂开发及其储存等问题进行进一步探讨。
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(责任编辑:王 海)
Inhibitory Effects of Several Kinds of Microbial Agents on TobaccoErysiphecichoracearum
ZHANG Tao1,LEI Bangxing2,HE Jin3,WEN Xiaopeng1*,QIAO Lijun2
(1.TheKeyLaboratoryofPlantResourceConservationandGermplasmInnovationinMountainousRegion(Ministry ofEducation),InstituteofAgro-Bioengineering/CollegeofLifeSciences,GuizhouUniversity,Guiyang,Guizhou550025;2.TheResearchandEngineeringCenterforSouthwestBio-PharmaceuticalResourcesofNationalEducation MinistryofChina,Guiyang,Guizhou550025;3.GuiyangUniversity,Guiyang,Guizhou550005,China)
In order to provide theoretical basis for the biological control and biological pesticide development on tobacco powdery mildew,the fermentation broth of seven trains i.e.GuBC-1,GuBC-2,GuBC-3,GuBC-4,GuBC-5,GuBC-6and GuBC-7were sprayed on tobacco controlE.cichoracearum.Results:Strains GuBC-1and GuBC-2had the best control effects,and the disease index were respectively 51.29and 49.67,significantly lower than water(ck).Except GuBC-6,all the other six treatments promoted plant height,fresh weight and dry weight of tobacco.Meamwhile treatment GuBC-1had the best promoting effect and the growth indicators were respectively 11.3cm,7.65g and 0.95g,which were 44.2%,74.9%and 63.2%higher than that of the control respectively.Strain GuBC-1can be used as biocontrol bacteria for the development and application.
tobacco powdery mildew;biological control;disease index;growth indicators
S482.2+92
A
2016-03-02;2016-07-14修回
贵州省科学技术基金项目“烟草白粉病生物防治及其田间关键配套技术”[中烟黔科(2014)2]
张 涛(1990-),女,在读硕士,研究方向:发酵工程。E-mail:420636545@qq.com
*通讯作者:文晓鹏(1965-),教授,博士,从事植物cDNA文库的构建、遗传转化、转基因梨的基因表达等研究工作。E-mail:xpwensc@hotmail.com
1001-3601(2016)09-0381-0060-03