番茄根际拮抗菌的分离筛选及其对土传青枯病的防控效果研究

摘要:番茄青枯病是由青枯菌Ralstonia solanacearum引起的一种毁灭性土传细菌病害,严重制约着番茄产业的发展和经济效益的提高。生物防治是目前最环保最有效的防治方法。本实验从番茄植株的根际分离筛选得到五株青枯菌的拮抗菌,在室内开展了拮抗菌与病原菌的营养竞争和拮抗菌抑制病原菌生长的实验,室外进行了盆栽试验,检验拮抗菌的生防效果。结果表明,与对照相比五株拮抗菌都有一定的生防效果,但生防率不尽一致。分离筛选出来的拮抗菌能够在番茄植株根际定殖,对土传青枯病有一定的防控效果。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1材料与方法3
1.1实验材料 4
1.1.1供试菌株4
1.1.2土壤样品采集5
1.1.3实验所用培养基5
1.1.4供试碳源和主要仪器5
1.2根际细菌分离6
1.3根际细菌对青枯菌的平板抑制效果6
1.3.1青枯菌菌悬液的制备6
1.3.2点接喷雾法测定拮抗菌的拮抗能力6
1.4根际细菌16S rRNA基因测序鉴定6
1.5拮抗菌与青枯菌的营养竞争研究6
1.5.1拮抗菌与青枯菌的碳源利用谱测定6
1.5.2单株拮抗菌抑制番茄青枯病病原菌的能力6
1.6温室防控盆栽实验7
1.6.1拮抗菌与青枯菌菌悬液的制备7
1.6.2番茄催芽及育苗7
1.6.3发病率统计7
1.6.4番茄植株生物量的测定7
1.7数据处理8
2结果分析8
2.1根际细菌对青枯病的平板抑制效果及16SrRNA基因测序鉴定的结果8
2.2拮抗菌与青枯菌的营养竞争研究结果8
2.2.1青枯菌和5株拮抗菌的碳源利用谱8
2.2.2青枯病病原菌与5株拮抗菌的生态位重叠指数(NOI)9
2.2.3单株拮抗菌抑制番茄青枯病病原菌的能力测定结果10
2.3温室防控盆栽实验结果10
2.
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3.1拮抗菌对番茄土传青枯病发病率的影响11
2.3.2拮抗菌对番茄生物量的影响11
3讨论 12
致谢13
参考文献13
番茄根际拮抗菌的分离筛选及其对土传青枯病的防控效果研究
引言
引言
番茄是全世界栽培最为普遍的果菜之一。我国为主要生产国之一,各地普遍种植,有大面积温室、塑料大棚及其它保护地设施栽培,栽培面积仍在继续扩大。近年来,随着种植面积的扩大和种植年限的延长,栽培品种单一、品种结构不合理、栽培模式和栽培管理技术不当,番茄病害的发生非常普遍。其中,番茄青枯病是重要的病害之一,在我国南方地区番茄生产上最为流行[1]。
番茄青枯病是由茄科劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum,以下简称青枯菌)引起的一种毁灭性土传细菌病害,广泛分布于热带、亚热带和温带地区[2] 。番茄青枯病的发生从青枯菌侵入植株根部开始,青枯菌先定殖在根皮层细胞间隙等处,到达导管及其相邻组织后开始广泛散布和迅猛增殖,通过分泌胞外多糖(EPS)堵塞小叶处和叶柄节上孔径较小的导管,从而影响和阻碍植物体内的水分运输,进而造成植株萎蔫死亡。图1反映了青枯菌侵染植株的过程。被青枯菌成功侵染的番茄植株在苗期仍能正常生长,不见发病症状,到生长发育中期才开始出现发病症状,表现为植株逐渐矮缩,老叶先萎蔫后全株下垂,持续4~5 d后,全株茎叶全部萎蔫直至死亡,但植株最终仍能保持青绿色,叶片不枯萎也不凋落,若将茎横剖可见维管束变褐,湿度够大时,切面有菌液溢出,番茄青枯病有很多其它症状,比如植株矮小、产生不定根和过量产生花青素等。青枯菌在10~40 ℃范围内均可繁殖生长,最适温度为30~37 ℃,可适应酸碱度范围为pH 6~8,最适pH为6.6;若土壤含水量高、连续阴雨或大雨后转晴,气温急剧升高,发病情况将会很严重。

图1 青枯菌侵染植物的过程和循环[3]
Fig. 1 The progress and cycle of Ralstonia. solanacearum infecting plants [3]
常用防治番茄青枯病的策略包括化学农药、土壤改良、抗病品种、嫁接与轮作等,但效果均不稳定[4][5][6]。此外,过量施用化学农药带来的环境污染和食品安全问题,引起人们广泛关注和担忧。因此,必须发展环境友好型的防病措施,如生物防治,实现减少农药用量、抑制病害发展、恢复土壤健康和提高食品安全的多重目标。
生物防治土传病害是利用有益微生物分泌拮抗物质、诱导植物抗病、与病原菌竞争资源(生态位和营养)等方式来抑制或消灭植物病原菌的一种防治方法。生物防治因具有对环境、生态和人类健康安全等优点受到了国内外的关注并发挥着越来越重要的作用[7]。土壤中,特别是植物根际栖息着许多具有生防潜力的微生物资源,虽然它们的作用发挥受内在和外在因素影响很大,但利用微生物繁殖速度快的特点,大量人工繁殖后施入土壤中,可以调节根部微生态环境、限制土传病原菌的繁殖和抑制土传病害的发生发展,显示出巨大的应用潜力。
本实验从青枯病发病田块生长健康的番茄植株根际土壤中分离筛选出高效抑制土传番茄青枯病的优势微生物菌株,并通过室内的拮抗菌与病原菌的营养竞争实验,拮抗菌抑制病原菌生长实验和室外的盆栽试验,对这五株优势微生物菌株进行生防试验的测定。
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 供试菌株
病原菌为茄科劳尔氏菌 Ralstonia solanacearum,由 Wei[8]在江苏省南京市麒麟镇后村(118?57′E,32?03′N)的番茄大棚中筛选获得并命名为QLRs1115。
拮抗菌分别从发病植株和健康植株根际中筛选。
1.1.2土壤样品采集
在南京麒麟镇后村番茄种植区塑料大棚中,各选择3个健康植株与发病植株共存的典型区域,用铁锹将健康植株和周围的发病植株分别连根带土挖起,装在干净的自封袋里密封,冰盒(5~10℃)保存,带回实验室及时处理,取土壤根际土。将根际土样区分为:

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