撕裂蜡孔菌的新功能——防治茄子绵疫病及促生效应
2018-06-29殷洁范倩黄建国
殷洁,范倩,黄建国
撕裂蜡孔菌的新功能——防治茄子绵疫病及促生效应
殷洁,范倩,黄建国
(西南大学资源环境学院,重庆 400716)
【目的】生物农药和生物肥料安全性好,但种类较少,效果欠佳,亟需增加种类,提高药效和肥效。茄子是人们日常食用的大宗蔬菜,防治其病害,改善植物营养,提高产量和品质是亟待解决的生产问题。撕裂蜡孔菌()分布广泛,起源复杂,功能多样,已用于医药、环保、生物能源等领域,论文进一步挖掘其农用功能。【方法】以自主分离获得的撕裂蜡孔菌新株HG2011为供试菌株,利用Bonnet液体培养基制备发酵液,谷壳、玉米粉和蛭石等制备固体菌剂,通过纯培养、拮抗、盆栽和田间试验,研究该菌株的胞外酶分泌,对辣椒疫霉()的拮抗效应、茄子绵疫病的防治效果,以及对茄子植株氮、磷、钾养分吸收和产量品质的影响。【结果】撕裂蜡孔菌HG2011菌株能分泌纤维素酶、-1,3-葡聚酶、蛋白酶及磷酸酶,在发酵液中的活性分别为 46.11、63.02、199.33和27.25 U·mL-1。在拮抗试验中,HG2011菌株发酵液显著抑制辣椒疫霉生长,抑制率为36.13%—60.59%;其菌丝还能侵入疫霉菌落,造成疫霉菌丝变形、断裂和消融。接种辣椒疫霉使盆栽茄子植株的发病率超过50%,病情指数为64.50;而在施用HG2011菌株发酵液的处理中,发病率为10.50%—18.52%,病情指数为13.46—20.60,防治效果为68.06%—79.13%,预防效果优于治疗效果。田间施用固体菌剂之后,茄子植株氮、磷、钾累积量和吸收效率最高,单施化肥次之,不施肥最低。与单施化肥相比,植株氮、磷、钾积累量分别增加30.99%—47.72%、19.97%—43.40%和11.21%—41.34%,吸收效率上升31.01%—47.74%、19.80%—43.40%和11.21%—41.34%,肥料偏生产力提高5.88%—18.43%、5.91%—18.44%和5.88%—18.43%,茄子植株生物量和果实产量的增幅分别达30.00%和16.06%。此外,施用固体菌剂显著提高茄子果实氮、维生素C、可溶性蛋白和游离氨基酸含量,比单施化肥依次增加13.86%—20.79%、62.46%—65.30%、36.30%—37.67%和25.46%—33.08%。【结论】撕裂蜡孔菌HG2011菌株抑制辣椒疫霉菌丝生长,使其变形、断裂和消融,降低茄子绵疫病的发病率和病情指数,预防效果优于治疗效果;田间施用撕裂蜡孔菌HG2011固体菌剂促进茄子植株吸收养分,刺激生长,提高产量,改善品质。因此,撕裂蜡孔菌新株HG2011及新作用¾¾防病促生效应的发现扩展了其生物学功能,丰富了生防菌及促生菌的种质资源库,具有潜在的应用前景。
撕裂蜡孔菌;茄子;辣椒疫霉;养分
0 引言
【研究意义】化学农药是我国目前防治作物病害的主要方法,但存在农药残留、环境污染和食品安全等问题。生物农药种类较少,效果欠佳,亟需增加品种,提高药效[1]。茄子是我国重要的果类蔬菜之一,但连作普遍,病害严重。其中,由辣椒疫霉()或寄生疫霉()引起的绵疫病是茄子的主要病害之一,在茄子各生育期及各部位均可发生,发病率常超过15%,减产20%—50%,造成巨大的经济损失[2-3]。此外,茄子生育期长,对养分尤其是磷、钾需要较多,施肥量大。但长期大量施肥会产生一系列生产和环境问题,如土壤板结、肥力下降、肥料浪费及环境污染等[4]。研制高效、安全、兼具防病促生作用的新型微生物菌剂防治茄子绵疫病,提高肥料利用率,促进生长,增加产量是亟待解决的科学和生产问题。【前人研究进展】撕裂蜡孔菌()是一种木腐真菌,主要分布于日本、韩国和我国热带、亚热带和温带阔叶林中的腐木、活树、枯枝落叶层和部分土壤中[5-8];为蜡孔菌属,起源复杂,属多源类群,部分种类起源于平革菌科(Phanerochaetaceae),部分种类起源于皱孔菌科(Meruliaceae)[8]。它们中有些菌株能分泌药物成分,用于预防和治疗贫血、糖尿病、胃病、癌症和心脏病等人类疾病[9-11];还有些菌株能吸附结晶紫和重金属,降解木质素、纤维素、半纤维素、多环芳烃,用于生物造纸、农药降解、废水处理等[12-13]。根据撕裂蜡孔菌生态分布的广泛性、起源的复杂性和已知功能的多样性,土壤有机质包括纤维素、蛋白质和磷脂,经矿化作用后能释放出作物需要的养分[14],疫霉菌的细胞壁富含纤维素和半纤维素[15],推测撕裂蜡孔菌可能具有更加丰富的生物学功能,如拮抗疫霉病害,分解释放有机质养分和促进植物生长等。笔者课题组从缙云山国家森林公园自主分离获得一株撕裂蜡孔菌新株HG2011,能分泌几丁质酶、纤维素酶、蛋白酶和-1,3-葡聚酶等胞外水解酶,其次生代谢产物能有效抑制柑橘炭疽病菌()、西瓜蔓枯病菌()及烟草疫霉()等病原菌生长[16];同时还能分泌吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)、磷酸酶、有机酸和铁载体,具有溶解无机磷、有机磷及难溶性钾的能力[17]。【本研究切入点】目前,国内外对撕裂蜡孔菌的研究和应用多集中于医药、生物造纸及环境治理等,在农业领域的研究应用甚少。因此,以典型、具有代表性的茄科蔬菜¾¾茄子为对象,探索撕裂蜡孔菌新株HG2011防治绵疫病的效果,以及对土壤养分、植物营养和产量品质的影响。【拟解决的关键问题】利用撕裂蜡孔菌新株HG2011制备发酵液(fermentation broth,CLB)和固体菌剂(solid agent,CLA),通过拮抗、盆栽和田间试验,揭示HG2011菌剂防治茄子绵疫病的效果及促生作用,为挖掘撕裂蜡孔菌的新功能及其在农业上的应用打下基础。
1 材料与方法
1.1 材料
供试茄子:品种为科光三月茄,购于重庆市北碚种苗有限公司。
供试土壤:西南大学农场的灰棕紫泥紫色土,质地中壤,肥力中等,pH 7.1,有机质、全氮、磷和钾含量依次为12.04、1.41、0.73和14.71 g·kg-1,碱解氮、有效磷和速效钾含量分别是58.24、12.03和126.11 mg·kg-1。
供试菌种:自主分离获得的撕裂蜡孔菌HG2011,用PDA固体培养基25℃培养5 d备用。辣椒疫霉由西南大学植物保护学院提供。
化学农药(chemical pesticide,CHP):40%百菌清悬浮剂,江阴苏利化学股份有限公司生产,稀释500倍,备用于盆栽病害防治试验。
培养基:在测定蛋白酶、纤维素酶和磷酸酶时,依次用牛肉膏蛋白胨、羧甲基纤维素钠[18]、卵黄[19]和葡聚糖[20]等液体培养基培养供试菌株。
1.2 试验方法
1.2.1 辣椒疫霉孢子悬浮液、撕裂蜡孔菌HG2011发酵液及固体菌剂的制备 辣椒疫霉孢子悬浮液:将辣椒疫霉用燕麦固体培养基25℃培养4 d,备用于拮抗试验。另用燕麦固体培养基25℃培养7 d,无菌水洗涤孢子,血球计数板计数,配制成1×104CFU/mL孢子悬浮液,备用于田间病害防治试验[21]。
撕裂蜡孔菌HG2011发酵液(CLB):配制Bonnet液体培养基置于50 L BailunBio发酵罐(上海百仑生物科技有限公司生产)中,接种PDA固体培养的撕裂蜡孔菌HG2011,液体发酵120 h(温度:(27±1)℃;搅拌速率:150 r/min;通气量:0.1 vvm)。
撕裂蜡孔菌固体菌剂(CLA):取谷壳、玉米粉、蛭石和水,按15﹕3﹕15﹕70(质量比)混匀,装入32 cm×32 cm×45 cm食用菌栽培袋,透气膜封口,高温灭菌(121℃,1 h),冷却后每袋注入100 mL CLB,28℃暗培养21 d。
1.2.2 撕裂蜡孔菌HG2011胞外酶活性测定 分别将活化后的菌体接种到纤维素钠、牛肉膏蛋白胨、卵黄及葡聚酶液体培养基中,25℃,150 r/min摇床培养6 d,取适量发酵液,4 000 r/min离心10 min,分别用3,5-二硝基水杨酸(DNS)法[22]、福林酚-试剂法[22]、磷酸苯二钠比色法[19]及还原糖法[20]测定撕裂蜡孔菌HG2011上清液中的纤维素酶、蛋白酶、磷酸酶及-1,3-葡聚酶活性,其活性依次以37℃酶促反应条件下,1 mL上清液每分钟水解羧甲基纤维素钠产生1 μg葡萄糖,水解酪蛋白产生1 µg酪氨酸、水解磷酸苯二钠产生1 µg酚和水解葡聚糖产生1 µg葡萄糖为一个酶活力单位(U·mL-1)。
1.2.3 拮抗试验 平板拮抗试验:取CLB,5 000 r/min离心15 min去除菌丝,0.22 μm滤膜真空抽滤,备用。配制PDA固体培养基,灭菌(121℃,1.5 kPa,20 min,下同),冷却至45—50℃,加入真空抽滤后的CLB制作成浓度依次为0%(CK)、10%和20%的平板。然后用直径为6 mm的打孔器取疫霉菌块,接种于平板中央,25℃恒温培养 3—5 d,重复5次,用十字交叉法测量菌落直径,计算抑菌率[23]:抑菌率(%)=100×(对照菌落直径-处理菌落直径)/对照菌落直径。同时,分别挑取对照及处理的辣椒疫霉菌丝,用光学显微镜观察菌丝形态变化。
对峙培养试验:配制PDA固体培养基,灭菌、倒平板、冷却,用直径为6 mm的打孔器取疫霉菌和撕裂蜡孔菌HG2011菌块,分别接种于培养基两侧,25℃对峙培养,待二者接触时,挑取接触面的菌丝,用光学显微镜观察菌丝形态变化。
防治方法:由于稻蓟马很小,一般情况下,不易引起人们注意,只是当水稻严重危害而造成大量卷叶时才被发现,因此,要及时检查,把稻蓟马消灭在幼虫期。每亩用40%乐果乳剂1500~2000倍液,秧田和大田施药后,都要保持水层。防治稻蓟马后要补施速效肥,促使秧苗和分蘖恢复生长。
1.2.4 盆栽防病试验 田间采集耕作层作为供试土壤,拣去杂物,风干,过3 mm筛。每千克土加0.2 g尿素(N含量46%)、0.4 g过磷酸钙(P2O5含量12%)、0.2 g硫酸钾(K2O含量50%),肥土混匀。取φ23cm×18cm塑料钵,每钵装土3.0 kg。在茄苗接种病菌前后,分别施用撕裂蜡孔菌HG2011菌剂(CLA)和化学农药(CHP)模拟治疗和预防等。试验处理:(1)对照:不接种病菌(CK);(2)接种病菌(pathogen inoculation,PI):移栽健康茄苗,每株茄苗用10 mL病菌孢子液苗床灌根,1 d后移栽;(3)CLA治疗处理(PI+CLA):移栽带病的茄苗,每株基施10 g CLA于根系周围;(4)CLA预防处理(CLA+PI):移栽健康茄苗,每株基施10 g CLA于根系周围,2 d后用病菌孢子悬浮液10 mL/株灌根;(5)化学农药治疗处理(PI+CHP):移栽带病的茄苗,每株施用50 mL稀释500倍的百菌清稀释液;(6)化学农药预防处理(CHP+PI):移栽健康茄苗,每株施用50 mL稀释500倍的百菌清稀释液,2 d后用病菌孢子悬浮液10 mL/株灌根。每处理30钵,每钵种植茄子幼苗1株,随机排布,重复4次,按常规方式管理。
参照《蔬菜病虫害预测预报调查规范》[24],间隔5 d调查病害,当PI处理的发病率超过50%时停止试验,计算发病率、病情指数和防治效果:
病情指数=×100
发病率(%)=´100
防治效果(%)=´100
1.2.5 田间试验 于2017年3—8月在重庆市西南大学农场进行(E 106º25',N 29º29';海拔252 m)。当地年均气温18.2℃,年降雨量1 156.8 mm,年日照时效1 014.3 h,无霜期359 d。
试验处理:(1)不施肥(CK);(2)常规施肥(normal fertilization,NF);(3)常规施肥+每株基施5 g CLA(NF+CLA5);(4)常规施肥+每株基施10 g CLA(NF+CLA10)。在NF处理中,每亩分别施用尿素、过磷酸钙和硫酸钾20、15和15 kg,并基施10 g/株高压蒸汽灭菌的CLA,其中磷肥全部做基肥,氮钾肥50%做基肥,剩余的50%均分为二,分别于初花期和第一次结果采收后兑水追施。每小区种植30株茄苗,种植密度2 500株/667 m2,随机区组排列,重复3次,常规管理。
测定项目:分次采收茄子果实,记录果数、单果重及产量。取盛果期的茄子果实30个,分别用考马斯亮蓝法、茚三酮比色法、2,6-二氯酚靛酚滴定法和蒽酮比色法测定可溶性蛋白、游离氨基酸、维生素C和可溶性糖含量[25]。果实采收完毕后,收获植株,105℃杀青,60℃烘干,称取生物量,硫酸-过氧化氢消化后,依次用凯氏定氮法、钼黄比色法和火焰光度计法测定消化液中的氮、磷、钾含量[26],并计算植株养分利用效率、吸收效率及肥料偏生产力[27]。
1.3 数据处理
分别用Excel 2010和SPSS 19.0进行基本计算和统计分析,用最小差异显著法(LSD)进行多重比较,显著水平设置为<0.05。
2 结果
2.1 撕裂蜡孔菌HG2011分泌的胞外酶及其活性
HG2011菌株能分泌纤维素酶、-1,3-葡聚酶、蛋白酶及磷酸酶,其活性分别为 46.11、63.02、199.33和27.25 U·mL-1。
2.2 撕裂蜡孔菌HG2011对辣椒疫霉的拮抗作用
由图1可见,HG2011菌株发酵液显著抑制辣椒疫霉生长。培养4 d后,10%和20% CLB处理的抑制率分别为36.13%和60.59%。
在对峙培养试验中,辣椒疫霉的生长速率大于撕裂蜡孔菌HG2011。接种后第3天,二者的菌丝发生接触,辣椒疫霉停止生长,撕裂蜡孔菌则继续生长至完全覆盖辣椒疫霉菌落,最终使之逐渐萎缩和消失(图2)。
正常的辣椒疫霉菌丝粗细均匀,表面光滑,直径为9—13 µm,较撕裂蜡孔菌(菌丝直径3—6 µm)粗(图3-A、3-B)。当撕裂蜡孔菌HG2011侵入辣椒疫霉菌落后,其菌丝仍然保持正常形态,但辣椒疫霉菌丝则发生扭曲、空泡化、断裂和消融(图3-C)。
2.3 撕裂蜡孔菌固体菌剂对茄子绵疫病的防治效果
在温室试验中,接种病菌的植株发病率为54.45%,病情指数为64.50。施用化学农药之后,发病率仅2.15%—3.50%,病情指数为3.46—4.67,防治效果为92.76%—94.64%,预防效果与治疗效果无显著差异。在施用撕裂蜡孔菌菌剂处理中,发病率降至10.50%—18.52%,病情指数为13.46—20.60,防治效果为68.06%—79.13%,预防效果优于治疗效果(表1)。
2.4 撕裂蜡孔菌固体菌剂对茄子养分含量、吸收和利用的影响
表2为不同试验处理对茄子氮、磷、钾含量,养分吸收和利用的影响。
上方菌株为撕裂蜡孔菌HG2011,下方为辣椒疫霉The upper is C. lacerate HG2011 and the lower is P. capsici
A:撕裂蜡孔菌HG2011的正常菌丝 normal C. lacerate HG2011 hyphae (400×);B:辣椒疫霉的正常菌丝normal P. capsici hyphae (400×);C:撕裂蜡孔菌侵入辣椒疫霉菌落后的异常菌丝 Abnormal P. capsici hyphae after C. lacerate infection (1000×)
表1 化学农药和撕裂蜡孔菌HG2011菌剂对茄子绵疫病的防治效果
同一列中不同小写字母表示差异显著(<0.05)。下同
In each column, different lowercases mean significant difference at<0.05 level. The same as below
养分含量:与对照和常规施肥相比,施用撕裂蜡孔菌HG2011菌剂显著提高茄子植株氮、磷、钾含量,但10 g与5 g菌剂之间无显著差异;施用菌剂后茄子植株氮、磷、钾含量较常规施肥分别提高13.39%—22.05%、11.11%—16.67%和3.86%—8.86%。
养分吸收:各处理的茄子植株养分累积量及吸收效率均表现为常规施肥+10 g菌剂>常规施肥+5 g菌剂>常规施肥>对照。与常规施肥相比,施用撕裂蜡孔菌HG2011菌剂后植株氮、磷、钾积累量分别增加30.99%—47.72%、19.97%—43.40%和11.21%—41.34%,养分吸收率分别增加31.01%—47.74%(氮)、19.80%—43.40%(磷)和11.21%—41.34%(钾)。
养分利用:茄子养分利用效率常规施肥最高,对照最低,高低相差3.39倍(氮)、3.14倍(磷)和3.17倍(钾);施用10 g与5 g菌剂无显著差异,变化于常规施肥和对照之间。肥料偏生产力表现为常规施肥+10 g菌剂>常规施肥+5 g菌剂>常规施肥,常规施肥+10 g菌剂处理的肥料偏生产力较常规施肥处理分别提高了18.43%(氮)、18.44%(磷)和18.43%(钾)。
表2 不同处理茄子植株养分含量及吸收利用效率
2.5 撕裂蜡孔菌固体菌剂对茄子生长、产量及品质影响
与常规施肥相比,常规施肥+10 g菌剂处理的茄子生物量显著提高,增幅30.00%。施用撕裂蜡孔菌HG2011菌剂之后,由于单果重或结果数增加,茄子产量常规施肥+10 g菌剂>常规施肥+5 g菌剂>常规施肥>对照。其中,常规施肥+5 g菌剂和常规施肥+10 g菌剂分别比常规施肥增产6.82%和16.06%(表3)。
施用撕裂蜡孔菌HG2011菌剂之后,茄子果实的氮、维生素C、可溶性蛋白和游离氨基酸含量比常规施肥显著提高,依次增加13.86%—20.79%、62.46%—65.30%、36.30%—37.67%和25.46%—33.08%,但施用10 g和5 g菌剂之间无显著差异。此外,茄子果实可溶性糖含量各处理之间也无显著差异,变化介于4.28%—4.58%;磷钾含量不施肥最低,常规施肥和施用菌剂之间无显著差异,含量变化于0.39%—0.40%和3.84%—3.91%(表4)。
表3 茄子植株生物量、产量及其构成因素
表4 茄子果实的品质
3 讨论
据报道,撕裂蜡孔菌能分泌多酚、黄酮、抗凝剂、甘露醇、淀粉酶抑制剂、葡萄糖苷酶抑制剂和免疫调节剂等,用于预防和治疗人类疾病;环境治理中,撕裂蜡孔菌富含O-H、COOH、C=O、C-N、C-H、-NH和P-OH等,可用于吸附结晶紫和重金属,处理染料和重金属废水;有些菌株还分泌漆酶、过氧化物酶、木质素酶及纤维素酶,降解木质素、多环芳烃、纤维素,用于生物制浆造纸、农药降解、处理有机污水等[8-12],但农用研究未见报道。本研究中,用供试菌株的发酵液制备带毒平板,显著抑制辣椒疫霉的菌丝生长;在对峙培养中,撕裂蜡孔菌HG2011能侵入并逐渐覆盖辣椒疫霉菌落,使病原菌停止生长并导致其死亡,与该菌株对柑橘炭疽病菌、西瓜蔓枯病菌及烟草疫霉的抑制作用相似[16],说明供试菌株可能分泌抑菌次生代谢产物,如铁载体竞争铁及其他微量元素[28],以及结构复杂,种类繁多,功能多样的倍半萜物质,抑制病菌生长繁殖[29]。
众所周知,真菌细胞壁的主要成分为多糖,其次为蛋白质、类脂。真菌类群不同,细胞壁多糖的类型也不一样。低等真菌的细胞壁成分以纤维素为主,酵母菌多为葡聚糖,而高等真菌则主要是几丁质[30]。木霉菌的重寄生作用是其拮抗病原真菌的主要机制,二者相互识别后,木霉菌丝沿寄主菌丝平行和螺旋状缠绕生长,通过分泌几丁质酶、纤维素酶、葡聚糖酶和蛋白酶等胞外酶溶解寄主菌丝细胞壁,木霉菌丝则穿透寄主菌丝,吸取营养[31]。本研究表明,撕裂蜡孔菌HG2011也能分泌纤维素酶、葡聚糖酶和蛋白酶。在撕裂蜡孔菌HG2011分泌的水解酶中,纤维素酶和-1,3-葡聚酶能降解病原真菌的细胞壁,磷酸酶和蛋白酶可水解病原真菌细胞膜[32]。显微观察也表明,撕裂蜡孔菌HG2011接触辣椒疫霉菌丝后,辣椒疫霉菌丝发生变形、空泡化、断裂和消融。常用抗真菌的农药对细胞壁含几丁质的病原真菌有效,但对富含纤维素和半纤维素的疫霉效果较差[15,33]。疫霉细胞壁富含纤维素、半纤维素和葡聚糖,当撕裂蜡孔菌HG2011与疫霉接近或接触后,前者能分泌出大量的水解酶,降解疫霉细胞壁和细胞膜,破坏细胞结构,使胞内物质外溢,导致病菌死亡,产生较好的生防效果。在盆栽试验中,单接辣椒疫霉处理的植株发病率超过50%;化学农药百菌清的预防、治疗效果为92.76%—94.64%;施用撕裂蜡孔菌HG2011菌剂后,预防效果及治疗效果分别达79.13%和68.06%,预防效果优于治疗效果,其效果优于多数生防制剂[34-35],进一步肯定了撕裂蜡孔菌HG2011具有防治茄子绵疫病的作用。但是,关于撕裂蜡孔菌拮抗疫霉病害的机理目前尚不清楚,需要进一步鉴定其产生的抗菌物质。
化肥利用率低制约作物增产增收,微生物菌剂为解决这一问题提供了有效途径[36]。类似AM真菌和外生菌根真菌[37-38],供试撕裂蜡孔菌HG2011分泌的纤维素酶、木质素酶、磷酸酶和蛋白酶能降解土壤有机质中的木质素、纤维素蛋白质和磷脂,使之矿化释放作物需要的养分,发挥促生作用。此外,笔者实验室前期研究还发现,供试菌株能分泌草酸、乙酸、苹果酸和葡萄糖酸,溶解难溶性磷钾[17]。施用撕裂蜡孔菌HG2011菌剂之后,茄子植株氮、磷、钾养分吸收量和吸收效率显著提高。推测其原因可能是该菌株能分泌多种有机酸,络合或溶解磷、钾矿物中的铁、铝、钙和镁等元素,分解矿物,释放磷、钾,进而提高土壤难溶性磷、钾的生物有效性[39-40]。与单施化肥相比,茄子植株的氮、磷和钾吸收量显著增加,这意味着撕裂蜡孔菌可能定殖于茄子根系周围,持续促进养分吸收。在纯培养条件下,供试菌株还能分泌生长素,其分泌量随色氨酸的供应量增加而提高,高低相差5倍以上[17]。在茄子移栽时,将撕裂蜡孔菌HG2011菌剂基施于幼苗根系周围,根系分泌物随植株生物量增加而增多,供给生长素合成的前体¾¾色氨酸可能发生相应变化,由此调控撕裂蜡孔菌生长素分泌量,适时适量地供应生长激素,促进茄子生长,提高茄子生物量。
研究表明,某些放线菌()、枯草芽孢杆菌()和PGPR能促进植物养分吸收,提高肥料利用率[41-42]。与之类似,撕裂蜡孔菌HG2011菌剂与化肥配合施用后,氮、磷、钾肥的偏生产力显著高于单施化肥,说明二者配合施用提高了化肥经济效益,单位数量的化学肥料获得了更高的经济产量。此外,施用撕裂蜡孔菌HG2011菌剂后,茄子果实产量比单施化肥增加,最高增产16.06%。根据产量构成要素,其原因是不同剂量的菌剂均可提高单果重,高剂量还增加了结果数。单果重增加意味着体积增大,商品观感性状改善,有益于提高销售价格,增加菜农经济收入。众所周知,作物籽粒和蔬菜果实含氮量与蛋白质含量呈显著正相关,在不同剂量的撕裂蜡孔菌HG2011与化肥配施的处理中,茄子果实全氮、维生素C、游离氨基酸和可溶性蛋白显著增加,说明该菌剂能改善果实品质。
撕裂蜡孔菌HG2011生长迅速,易于培养,可用木粉、秸秆、谷壳等来源广泛且成本低廉的农业废弃物做基质制备固体菌剂,生产工艺简单,操作方便,具备大规模应用推广前景。此外,微生物菌剂的作用效果与其对环境的适应性密切相关[43-44],作为木腐真菌,其环境适应力较强,有益于定殖在作物根际,持续防病促生。
4 结论
利用撕裂蜡孔菌新株HG2011,以茄子为对象,发现了供试菌株的新作用¾¾拮抗疫霉菌,防治茄子绵疫病,促进植株吸收养分,刺激生长,提高产量品质。撕裂蜡孔菌HG2011对植物防病促生作用的发现扩展了撕裂蜡孔菌的功能,丰富了生防及促生菌的种质资源库,具有潜在的应用前景。
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(责任编辑 岳梅)
New Functions ofin Phytophthora Blight Control and Growth Promotion of Eggplants
YIN Jie, FAN Qian, HUANG JianGuo
(College of Resources and Environment, Southwest University, Chongqing 400716)
【Objective】 Bio-pesticides and bio-fertilizers are safe and environment friendly, but need to find more effective strains to increase efficiencies in biological control and fertilization practice. Eggplant () is an indispensable vegetable in our country. It is an urgent production problem to effectively control diseases, improve plant nutrition, increase yield and quality.has been used in human disease treatment, environmental protection, bioenergy and other field. The objective of this study is to explore the potential of this fungus further in plant disease control and nutrition improvement. 【Method】A new self-isolated(strain HG2011) was grown in Bonnet liquid medium and mixture made of rice husk, vermiculite, and maize powder, respectively, to produce culture broth and solid inoculant. By pure culture, antagonism, pot culture and field experiment, a several experiments were performed to detect extracellular enzyme activity in culture broth, antagonism againston culture plate, biological control of phytophthora blight in greenhouse, nutrient uptake, including nitrogen, phosphorus, and potassium, and changes in yield and quality of eggplant in field as affected by this new fungal strain. 【Result】HG2011 strain could produce cellulase,-1,3-glucanase, protease and phosphatase, with the activities of 46.11, 63.02, 199.33, and 27.25 U·mL-1, respectively, in the culture broth. Moreover, the culture brothHG2011 inhibited the hyphal growth of, with inhibition rate of 36.13%-60.59% on antagonism plate. In duel culture, this antagonistic fungus could covercolonies and make the hyphae deformed, broken and melted. In greenhouse pot experiment,was successful to infect eggplants through inoculation, with phytophthora blight incidence over than 50% and disease index of 64.50. After application ofHG2011 culture broth, the disease incidence decreased to 10.50%-18.52%, the disease index was 13.46-20.60 and control efficiency was 68.06%-79.13%. The preventive effect was better than that of therapy. Seedlings supplied with the fungal solid inoculant in combination with chemical fertilizers showed the highest nutrient absorption efficiency, followed by only chemical fertilizer and control (without fertilizer). Compared with sole chemical fertilizer,solid inoculant increased nitrogen, phosphorus, and potassium accumulation in eggplant seedlings by 30.99%-47.72%, 19.97%-43.40%, and 11.21%-41.34%, absorption efficiency by 31.01%-47.74%, 19.80%-43.40% and 11.21%-41.34%, fertilizer partial productivity by 5.88%-18.43%, 5.91%-18.44%, and 5.88%-18.43%, plant biomass by more than 30.00%, and fruit yield by over than 16.06%. Nitrogen, vitamin C, soluble protein, and free amino acids in the fruit were enhanced by 13.86%-20.79%, 62.46%-65.30%, 36.30%-37.67%, and 25.46%-33.08%, respectively, undersolid inoculant treatments. 【Conclusion】HG2011 strain inhibited hyphal growth of, made it deform, break and melt, and reduced the incidence and disease index of eggplant phytophthora blight. The preventive effect was better than that of therapy. The application of the fungal inoculant promoted the nutrient absorption, stimulated the seedling growth, increased the yield, and improved fruit quality of eggplants in the field. Therefore, the new.HG2011 strain and the founding of its new roles in plant disease control and growth promotion extended its biological functions, enriched the members in microbe source bank, and showed a promising potential in plant protection and fertilization.
;;; nutrient
2018-01-22;
2018-02-03
国家重点基础研究发展计划(“973”计划)(2013CB127405)、重庆市社会事业与民生保障科技创新专项(cstc2017shms-xdny80084)、贵州省遵义市烟草公司科技项目(201503)、重庆市研究生科研创新项目(CYB17063)
殷洁,E-mail:yjalisa@foxmail.com。
黄建国,E-mail:huang99@swu.edu.cn
10.3864/j.issn.0578-1752.2018.12.007