采用对峙培养法、凹玻片法、LB琼脂培养基萌发法测定短小芽孢杆菌AR03对烟草赤星病菌和白粉病菌的抑制作用.结果表明: AR03菌液对2种病菌的菌丝生长和分生孢子萌发均有明显的拮抗作用;对赤星病菌的抑制作用表现为:经AR03菌液原液(3×108cfu·mL-1)处理的菌丝隔间变短、肿胀且集结成团,内含物聚集,菌丝顶端生长膨大畸形;经该菌液处理的赤星病菌分生孢子不萌发或萌发产生畸形芽管,分生孢子变形、肿大,纵横分隔部分的组织膨胀呈泡状.AR03菌液原液、30倍液和200倍液对白粉病菌分生孢子萌发的平板抑制率分别为100%、91.4%和 69.3%,菌液对分生孢子萌发的破坏作用表现为分生孢子不萌发,细胞肿胀变形、细胞原生质解体或收缩,孢子内、外壁分离,由于原生质外泄,一些分生孢子内部呈中空状.温室防治试验结果表明: 不同浓度AR03菌悬液处理对烟草白粉病的防治效果存在显著差异,第二次药后7和15 d,AR03菌液原液的防治效果分别达到83.8%和90.3%,与对照药剂差异不显著;而100倍稀释液的防效分别为70.0%和73.3%,与对照药剂差异显著.AR03菌株防治白粉病的持效期为30 d以上.
This study aimed to evaluate the efficiency of Bacillus pumilus AR03 against Altenaria alternata and Erysiphe cichoracearum. The antagonistic activities were studied in the way of coculture on plate, inhibition of pathogen conidia germination on concave slides and LB agar medium. In the investigation, the water suspension of living cells of strain AR03, at 3×108 cfu·mL-1 had a remarkable inhibition effect on hyphae growth and conidia germination of A. alternata and caused hyphae deformation, shorter and swollen nodes, winding hyphae accumulation, abnormal tubes with tips expanded or deformed. Conidia did not germinate and the tissues of compartment became swollen or formed a round spherical bubble. In addition, the inhibition rate of conidia germination of E. cichoracearum was 91.3% and 69.3%, respectively when treated with strain AR03 at 1×107cfu·mL-1 and 1.5×106 cfu·mL-1. Conidia treated by living cells of AR03 became swollen, deformed, the protoplasm of conidia shrinked, disintegrated gradually and separated from the conidia wall. And some conidia were hollow because the protoplasm leaked out from inside. Greenhouse results revealed that the effects of living cells of AR03 with different concentrations were significantly different. Bacterial suspension of AR03 at 3×108 cfu·mL-1 was strongly antagonistic to E. cichoracearum with the control efficiencies 7 days and 15 days after treatment of two spays being 83.8% and 90.3%, respectively, while the control efficiencies of AR03 at 3×106 cfu·mL-1 were 70.0% and 73.3%, respectively. Strain AR03 had a long persistence against powdery mildew more than 30 days.
全 文 :短小芽孢杆菌 AR03对烟草赤星病菌和
白粉病菌的防治∗
王 静1∗∗ 田 华1,2 孔凡玉1 王贻鸿1,2 张成省1 冯 超1
( 1中国烟草总公司青州烟草研究所烟草行业烟草病虫害监测及综合治理重点实验室, 山东青岛 266101; 2中国农业科学院研
究生院, 北京 100081)
摘 要 采用对峙培养法、凹玻片法、LB琼脂培养基萌发法测定短小芽孢杆菌 AR03 对烟草
赤星病菌和白粉病菌的抑制作用.结果表明: AR03菌液对 2种病菌的菌丝生长和分生孢子萌
发均有明显的拮抗作用;对赤星病菌的抑制作用表现为:经 AR03 菌液原液 ( 3 × 108
cfu·mL-1)处理的菌丝隔间变短、肿胀且集结成团,内含物聚集,菌丝顶端生长膨大畸形;经
该菌液处理的赤星病菌分生孢子不萌发或萌发产生畸形芽管,分生孢子变形、肿大,纵横分隔
部分的组织膨胀呈泡状.AR03菌液原液、30倍液和 200倍液对白粉病菌分生孢子萌发的平板
抑制率分别为 100%、91.4%和 69.3%,菌液对分生孢子萌发的破坏作用表现为分生孢子不萌
发,细胞肿胀变形、细胞原生质解体或收缩,孢子内、外壁分离,由于原生质外泄,一些分生孢
子内部呈中空状.温室防治试验结果表明: 不同浓度 AR03 菌悬液处理对烟草白粉病的防治
效果存在显著差异,第二次药后 7 和 15 d,AR03 菌液原液的防治效果分别达到 83.8%和
90.3%,与对照药剂差异不显著;而 100 倍稀释液的防效分别为 70.0%和 73.3%,与对照药剂
差异显著.AR03菌株防治白粉病的持效期为 30 d以上.
关键词 链格孢菌; 二孢白粉菌; 短小芽孢杆菌; 拮抗活性
∗中国烟草总公司重点科技项目(110200902065)和四川省烟草公司科技项目(201003013)资助.
∗∗通讯作者. E⁃mail: wjing323@ 163.com
2014⁃11⁃24收稿,2015⁃07⁃01接受.
文章编号 1001-9332(2015)10-3167-07 中图分类号 S435.121,S476 文献标识码 A
Inhibition of Bacillus pumilus AR03 on Alternaria alternata and Erysiphe cichoracearum on to⁃
bacco. WANG Jing1, TIAN Hua1,2, KONG Fan⁃yu1, WANG Yi⁃hong1,2, ZHANG Cheng⁃sheng1,
FENG Chao1 (1Key Laboratory of Tobacco Pest Monitoring, Controlling & Integrated Mana⁃gement,
Qingzhou Tobacco Research Institute of China National Tobacco Corp, Qingdao 266101, Shandong,
China; 2Graduate School of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China) . ⁃
Chin. J. Appl. Ecol., 2015, 26(10): 3167-3173.
Abstract: This study aimed to evaluate the efficiency of Bacillus pumilus AR03 against Altenaria al⁃
ternata and Erysiphe cichoracearum. The antagonistic activities were studied in the way of co⁃culture
on plate, inhibition of pathogen conidia germination on concave slides and LB agar medium. In the
investigation, the water suspension of living cells of strain AR03, at 3×108 cfu·mL-1 had a re⁃
markable inhibition effect on hyphae growth and conidia germination of A. alternata and caused
hyphae deformation, shorter and swollen nodes, winding hyphae accumulation, abnormal tubes with
tips expanded or deformed. Conidia did not germinate and the tissues of compartment became swol⁃
len or formed a round spherical bubble. In addition, the inhibition rate of conidia germination of E.
cichoracearum was 91. 3% and 69. 3%, respectively when treated with strain AR03 at 1 × 107
cfu·mL-1 and 1.5×106 cfu·mL-1 . Conidia treated by living cells of AR03 became swollen, de⁃
formed, the protoplasm of conidia shrinked, disintegrated gradually and separated from the conidia
wall. And some conidia were hollow because the protoplasm leaked out from inside. Greenhouse re⁃
sults revealed that the effects of living cells of AR03 with different concentrations were significantly
different. Bacterial suspension of AR03 at 3×108 cfu·mL-1 was strongly antagonistic to E. cichora⁃
应 用 生 态 学 报 2015年 10月 第 26卷 第 10期
Chinese Journal of Applied Ecology, Oct. 2015, 26(10): 3167-3173
cearum with the control efficiencies 7 days and 15 days after treatment of two spays being 83.8%
and 90.3%, respectively, while the control efficiencies of AR03 at 3×106 cfu·mL-1 were 70.0%
and 73.3%, respectively. Strain AR03 had a long persistence against powdery mildew more than 30
days.
Key words: Alternaria alternata; Erysiphe cichoracearum; Bacillus pumilus; antagonistic activity.
烟草赤星病(brown spot)和白粉病(white pow⁃
der)是烟草生产过程中主要的两种叶部真菌病害.
赤星病是烟叶成熟期的病害,在烟株打顶后,叶片进
入成熟阶段开始发病,条件适宜病情会逐渐加重,造
成整个叶片破碎而无使用价值,已多次在世界主要
烟区发生并造成严重经济损失[1-2] .白粉病是由二孢
白粉菌(Erysiphe cichoracearum)引起的一种真菌性
气传病害,病原寄主范围广,病害易识别且分布范围
普遍,在烟草整个生育期均能造成危害,在我国主要
烟区均有发生,由于温棚内相对的高温高湿环境条
件适宜病害发展,与田间条件相比,烟草白粉病在大
棚内扩展迅速且造成产量损失,对烟草生产构成一
定威胁[3] .
赤星病、白粉病发病严重时,化学防治可以有效
地控制这两种病害[4] .但是过多地依赖化学药剂会
导致病原菌的抗药性和农药残留问题.不断筛选新
的生防因子来控制植物病害可以减轻病害发生程
度,且对生态系统的生物体及其他微生物群落不产
生负面影响[5] .利用微生物防治烟草赤星病和白粉
病的研究国内外均有报道,应用于赤星病和白粉病
的生物因子包括生防真菌、生防细菌、生防放线菌及
植物源提取物等;已有科学工作者研究了芽孢杆菌
属(Bacillus)、木霉属(Trichoderma)及放线菌(Acti⁃
nomycete)的次级代谢物对烟草赤星病的拮抗作
用[6-8];来自真菌拮抗物质已有 AQ10®和 Sporodex®
抗白粉病的生防杀菌剂登记注册并在一些国家商品
化应用[9];白粉寄生孢(Ampelomyces spp.)是白粉菌
上一种常见的重寄生菌,在一定程度上能抑制白粉
病的发生.白粉寄生孢的菌丝能够穿透白粉菌的菌
丝并在菌丝内生长,产生分生孢子器、分生孢子和未
成熟的闭囊壳,这些细胞内的真菌寄生物能够抑制
白粉菌孢子形成及细胞质的降解[10-11];粘质沙雷氏
菌(Serratia marcescens)B15 被应用于葫芦白粉病的
田间防治试验,并初步取得了较好的防效[12];据 Seo
等[13]报道,大蒜油能够抑制白粉菌孢子的形成,在
温室条件下,大蒜油能显著减轻番茄白粉病发生,防
治效果为 71.2%.烟草白粉病的生物防治研究报道
较少,宋双[14]从秦岭原始森林菌库中筛选到一株产
葡聚糖的云芝菌种,该菌种分泌的云芝葡聚糖对烟
草白粉病菌具有显著的体外钝化和预防作用;目前
尚未有拮抗细菌同时应用于烟草赤星病和白粉病生
物防治的报道.
我们筛选了一株对烟草多种重要病害具有较强
拮抗活性的短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus) AR03
菌株,该菌株能够有效防治烟草黑胫病、炭疽病及青
枯病,且能在烟株根际及土壤中定殖兼具促生作
用[15-18] .为了充分利用该生防菌株防治烟草叶部病
害,本研究测定了该菌株对引起烟草赤星病的链格
孢菌(Alternaria alternata)和白粉病菌的拮抗活性,
并初步研究了温室条件下该菌株对白粉病的防治效
果,以期为该菌株在生物防治领域的进一步研究及
生物防控赤星病和白粉病提供支持.
1 材料与方法
1 1 材料
1 1 1 供试菌株及生长条件 供试烟草品种为
K326,苗龄为 50 d, 盆栽于中国农业科学院烟草研
究所温室内,用于白粉病菌采集及盆栽拮抗试验.
供试链格孢菌从烟草病叶上分离获得;保存、活
化采用 PDA培养基.由于二孢白粉菌不能纯培养,
病原菌保存于自然发病的叶片上.短小芽孢杆菌
AR03为中国烟草总公司烟草行业烟草病虫害监测
及综合治理重点实验室自主专利菌株 ( ZL.
201110146683.8),细菌活化采用 LB 琼脂培养基平
板划线法,28 ℃恒温培养 2 d.LB 液体培养基用于
AR03 菌株发酵培养,试验所用培养基参照文献
[19].
供试药剂为 15%三唑酮可湿性粉剂(WP)由四
川贝尔化工集团生产,稀释 1500 倍,用于白粉病室
外防治试验的对照药剂.
1 1 2 短小芽孢杆菌 AR03 菌液制备 将活化的
AR03菌株以 1%接种量接种于 LB液体培养基中 28
℃、120 r·min-1培养 72 h;将所得细菌培养液于 4
℃、8000 r·min-1离心 8 min,上清液经滤膜孔径为
0.22 μm细菌滤器除菌,获得无细胞培养滤液;沉淀
的菌体重悬于无菌的双蒸水(ddH2O)中,用 ddH2O
8613 应 用 生 态 学 报 26卷
将 AR03菌悬液以 10 倍梯度稀释成一定倍数的稀
释液各 100 μL,用紫外分光光度计检测各稀释液的
OD600值,其中 OD600 = 1 时,细菌含量为 3 × 107
cfu·mL-1,然后根据试验需要选取浓度为 3 × 108
cfu·mL-1的 AR03菌悬液作为原液备用.
1 2 研究方法
1 2 1 AR03对赤星病菌菌丝生长和分生孢子萌发
的抑制试验 对菌丝生长的影响采用平板对峙法测
定,即分别取 AR03 菌液原液和去菌体后的上清液
按照滤纸条法测定其对赤星病菌的拮抗活性,具体
如下:分别在无菌滤纸条(7 mm×3 mm)均匀滴入 50
μL,按照十字交叉方向小心将滤纸条置于培养皿
中,然后将赤星病菌菌饼等距离接种在滤纸条的空
当中,28 ℃培养 4 d,观察生防菌 AR03 对赤星病菌
的拮抗活性;挑取赤星病菌菌落边缘菌丝于光学显
微镜(OLYMPUS E100,下同)下镜检.
对赤星病菌分生孢子萌发的抑制试验采用凹玻
片法,吸取 60 μL 浓度为每毫升含 1×106个孢子的
孢子悬浮液与等量的 AR03 菌原液及其 10 倍稀释
液混合,滴加在凹玻片中央,对照为等量无菌水与孢
子悬浮液混合,将各处理的凹玻片置于底部铺层湿
滤纸的培养皿内,28 ℃恒温箱中黑暗培养,8 h 后显
微镜检查分生孢子萌发情况.
1 2 2 AR03对白粉病菌分生孢子萌发的抑制试验
1) LB 琼脂培养基萌发法.试验设 3 个处理浓
度:原液(菌含量为 3×108 cfu·mL-1)、30 倍稀释
液、200倍稀释液.吸取 2 mL AR03 菌悬液和无细胞
培养滤液,分别与 18 mL、55 ~ 60 ℃的 LB 琼脂培养
基混匀制成含菌平板和无细胞培养滤液平板;加入
等量无菌水的 LB琼脂平板为对照.轻轻抖动自然发
病的白粉病病叶,使白粉孢子均匀散布于各处理的
平板表面上,28 ℃黑暗恒温培养 16 h,用灭菌的刀
片分别切取各处理的菌块(1 cm×1 cm)置于洁净的
载玻片上,在显微镜下分别镜检分生孢子萌发情况,
以芽管长度超过孢子直径(短径)一半作为萌发标
准,每个处理镜检 150个孢子,并按照以下公式计算
抑制率:
抑制率(%)= [(对照孢子萌发数-处理孢子萌
发数) /对照孢子萌发数]×100
2) 喷雾法.将 AR03 拮抗菌菌悬液均匀的喷施
于感染白粉病的烟株叶片上,以雾滴不滴落为准;将
处理的烟苗置于 25 ℃、相对湿度 RH>80%的温室
中,对照为清水;16 h 后用洁净毛笔刷取适量各处
理叶片上的白粉菌孢子至载玻片上,显微镜下观察
孢子萌发情况.
1 2 3 AR03菌液对烟草白粉病的温室防效及持效
期试验 试验于 2013 年 5 月在青岛市即墨市龙泉
镇石门村中国农业科学院烟草研究所试验基地温棚
内进行,烟草处于 4 ~ 5 片真叶苗期.该温棚为病圃,
常年白粉病发生严重,施药时正处于白粉零星发病
期.设 AR03 菌悬液原液、100 倍液、15%三唑酮 WP
和清水 4个处理,每处理 3 盘烟苗(共 30 株),将药
液均匀喷雾于烟草叶片上,以雾滴不滴落为准.于 5
月 8日进行第一次喷施,间隔 7 d 后调查发病情况
并进行第二次施药,8 d 后第二次调查发病情况.将
处理后的烟苗于温棚内常规条件下(16 ~ 27 ℃,RH
>80%,自然光照)培养及管理.每个育苗盘五点法取
样随机调查 25株烟苗,参照国家标准烟草白粉病药
效试验准则[20]的分级标准分级调查并计算病情指
数及防治效果.另外,分别于第二次施药后 7、15、22
和 30 d,按照上述取样调查方法取样并计算病情指
数( disease index, DI)和防治效果 ( control effect,
CE),同时观察新生叶片的发病情况,分析各处理对
白粉病的持效期.
1 3 数据处理
利用 Excel 2003 软件和 DPS 统计软件进行数
据分析,采用邓肯氏新复极差法检验处理间差异显
著性.
2 结果与分析
2 1 AR03含菌发酵液对赤星病菌的拮抗作用
平板对峙试验结果显示,AR03 含菌发酵液对
赤星病菌具有很强的拮抗作用(图 1),烟草赤星病
菌菌丝受拮抗菌 AR03 抑制后菌丝形态出现异常,
抑制作用表现为分隔菌丝变粗、肿胀成泡囊状,且颜
色变深,内含物聚集成团,菌丝顶端生长膨大畸形
(图 2).挑取畸形的边缘菌丝于 PDA 培养基上培
养,不能正常生长.AR03菌原液及其 10 倍稀释液均
有抑制分生孢子萌发及芽管伸长的作用,对照孢子
均正常萌发且生长芽管(图 3a),而经 AR03 菌液处
理的孢子不萌发或萌发产生畸形芽管,经 AR03 菌
原液处理的分生孢子几乎未萌发且变形,孢子外形
肿大,纵横分隔部分膨胀畸形呈现泡状(图 3b);10
倍稀释液处理的孢子同样出现变形肿大,分隔部分
亦形成圆球状泡,有少部分孢子萌发,但分生孢子萌
发时芽管伸长受到抑制,生长异常(图 3c);而 AR03
发酵上清液无抑制作用.
961310期 王 静等: 短小芽孢杆菌 AR03对烟草赤星病菌和白粉病菌的防治
图 1 AR03菌株对烟草赤星病菌的拮抗活性
Fig.1 Antifungal activity of strain AR03 against Alternaria al⁃
ternata.
a) AR03发酵液 Fermentation broth of strain AR03; b) AR03 无菌滤
液 The cell⁃free filtrate of strain AR03. CK: 对照 Control; AR03: 处理
Treatment.
图 2 AR03菌株对赤星病菌菌丝形态的影响
Fig.2 Effect of strain AR03 on the hyphae morphology of Alter⁃
naria alternata.
a) 对照 Control ( CK); b) 畸形菌丝(标尺 = 10 μm) Deformity of
hyphae (Bar= 10 μm).
图 3 不同浓度 AR03菌液对赤星病菌分生孢子萌发的抑制作用
Fig.3 Inhibition of AR03 in different dilutions to the conidia germination of Alternaria alternata.
a) 对照 Control (CK); b,c) AR03菌原液与 10倍稀释液(标尺= 10 μm) Original concentration and diluted by 100 times of AR03 (Bar= 10 μm).
2 2 菌株 AR03 菌悬液及发酵上清液对烟草白粉
病菌分生孢子的抑菌活性
琼脂培养基萌发法的试验结果表明(表 1),不
同菌含量的 AR03菌悬液对烟草白粉病分生孢子萌
发具有不同程度的抑制作用,AR03 菌原液的抑制
作用最强,对分生孢子的萌发抑制率达到 100%;随
着稀释倍数的增加抑制能力逐渐减弱,30 倍液与
200倍液的抑制率分别为 91.4%与 69.3%.培养基法
及喷雾法的菌液对孢子萌发的破坏作用表现为分生
孢子不萌发,细胞肿胀变粗且两端变齐平状,细胞原
生质溶解、解体或收缩,孢子内壁与外壁分离,其中
一些分生孢子由于原生质外泄后,内部呈中空状
(图 4b、c);而对照处理的分生孢子正常萌发并产生
芽管 (图 4a);但 AR03的发酵上清液对孢子萌发无
表 1 短小芽孢杆菌 AR03对白粉病菌分生孢子萌发的抑制
作用
Table 1 Inhibitory effect of Bacillus pumilus AR03 on the
conidia germination of E. cichoracearum
Treatment
处理
菌液 Bacterial suspension
分生孢子萌发率
Conidia
germination
rate (%)
抑制率
Inhibitory
rate
(%)
AR03菌悬液
AR03 bacterial suspension
0.0±0.0d 100.0±0.0a
30倍稀释液
30 fold diluted solution
5.8±0.8c 91.3±1.1b
200倍稀释液
200 fold diluted solution
20.4±1.5b 69.3±2.6c
AR03无菌上清液
AR03 cell⁃free filtrate
66.2±5.4a 1.5±6.3d
LB培养基(CK)
LB medium (CK)
68.0±3.6a -
同列不同字母表示不同处理间差异显著(P<0.05) Different letters in
the same column indicated significant differences among treatments at
0 05 level. 下同 The same below.
0713 应 用 生 态 学 报 26卷
图 4 拮抗细菌 AR03对烟草白粉病菌孢子萌发的抑制作用
Fig.4 Antifungal activity of strain AR03 against conidia germination.
a) 正常萌发的孢子 Germination of normal conidia; b, c) 畸形孢子 (标尺= 10 μm) Deformed conidia (Bar= 10 μm).
表 2 AR03对大棚烟草白粉病的防治效果
Table 2 Control effect on tobacco powdery mildew of AR03 in greenhouse
处理
Treatment
7 d
DI CE (%)
15 d
DI CE (%)
22 d
DI CE (%)
30 d
DI CE (%)
AR03菌液 Bacterial suspension of AR03 2.50 83.8±0.4a 2.95 90.3±1.4a 3.98 89.5±1.3a 11.97 74.0±3.6a
100倍稀释液 100 diluted times 4.63 70.0±4.1b 8.92 73.3±6.4b 13.26 64.8±9.0b 21.28 54.5±6.5b
15%三唑酮 WP 15% triadimefon WP 2.89 81.3±0.5a 4.90 85.2±4.8a 14.52 61.8±2.2b 25.54 45.4±8.1c
CK 15.45 - 34.06 - 37.95 - 47.12 -
DI: 病情指数 Disease index; CE: 防效 Control effect.
抑制作用.
2 3 AR03菌悬液对温棚烟草白粉病的防治效果及
持效期
从表 2可以看出,第 2 次药后 7 d,各试验组与
对照组的病情指数之间存在差异,菌株 AR03 原液
对白粉病的防治效果为 83.8%,而化学药剂 15%三
唑酮 WP 的防效为 81.3%,两者差异不显著;而其
100倍液的防效仅为 69.9%,与对照化学药剂差异
显著.持效期的测定结果显示,在大棚自然发病条件
下,白粉病的病情随着时间的延长而逐渐加重,第 2
次药后 15 ~ 22 d,菌株 AR03 菌原液的控病效果较
好,白粉病病情基本未增长,防效分别为 90.3%与
89.5%;而其他两个处理的病情增长较快,防效明显
下降,至 22 d时,AR03原液 100倍稀释液及对照药
剂 15%三唑酮 WP 的防效分别为 64.8%与 61.8%,
与 AR03原液的防效差异显著;第 2次药后 30 d时,
AR03菌原液的防效为 74.0%,但所处理植株的新生
叶片均未发病,具有一定的保护作用,防效仍好于对
照药剂,且差异显著,而另外 2 个处理的防效较差,
仅为 54.5%与 45.4%,表明 AR03菌原液在防治白粉
病时有 30 d以上的持效期.
3 讨 论
在实验室条件下,生防细菌对植物病原真菌的
抑菌作用测定的方法大多采用平板对峙培养
法[21-22]和凹玻片悬滴法[23],由于烟草白粉病菌具
有活体寄生特性,不能在离体条件下培养,所以不能
采用上述传统方法进行测定,且白粉孢子在水中几
乎不萌发,因此采用琼脂培养基法[24]和叶片喷雾法
进行室内外生物活性测定.
生防细菌对植物病原真菌病害的防病机制主要
包括抗生、竞争、诱导抗性及寄生等多种方式[25],其
中通过分泌胞外代谢物抑制病原的生长和代谢是抗
生作用的主要方式.因此,验证菌株拮抗活性的重要
指标是该菌株的发酵上清液具有抑菌作用,即抗菌
活性物质的提取是通过生防菌株的发酵滤液来完成
的[26-28] .然而,在本研究中,不同浓度 AR03 菌悬液
对赤星菌菌丝形态、分生孢子萌发及白粉孢子萌发
表现出较强的抑制作用,但其除菌上清液无抑菌活
性;显然本试验结果与上述研究报道不一致,笔者初
步判断原因主要有以下两种:第一,发酵上清液内抑
菌物质的浓度很低,在平板对峙培养中未体现出抗
生作用,针对这一问题,将对发酵除菌上清液进行浓
缩,再进一步验证上清液是否具有抑菌作用;其次,
发酵上清液的抑菌作用可能不是通过胞外抗菌代谢
物来体现的,而是细菌细胞的存在及其直接作用的
结果,目前尚未有相关文献报道这一抑菌机制,因此
AR03菌株对病原菌的拮抗机理及其拮抗物质有待
于进一步深入研究.
能否在植株引入点较好定殖是衡量生防菌是否
171310期 王 静等: 短小芽孢杆菌 AR03对烟草赤星病菌和白粉病菌的防治
具有开发潜力的重要前提之一.黄有航等[29]自橡胶
树根际土壤中分离到一株对橡胶树白粉病(Oidium
heaeve)有较强拮抗作用的枯草芽孢杆菌 S43,该菌
株能在橡胶树叶片上较好的定殖,且随着时间推移,
S43菌株在叶片上定殖的数量呈下降趋势;而本研
究中 涉 及 的 AR03 菌 悬 液 ( 浓 度 为 3 × 108
cfu·mL-1)防治白粉病的持效期比化学药剂的持效
期长,达到 30 d 以上,暗示着自烟株根围土壤中分
离到的 AR03菌株亦能够在其自然寄主植株叶片定
殖,抢先占据了有利的生态位点,改变叶围的微生物
群落结构,或与病原菌形成营养竞争,从而有效避免
病原菌侵染,这些可能是生防菌 AR03 对烟草白粉
病具有较好防效的关键因素,在病害流行期应用该
菌株进行防治的效果会优于化学药剂,且无污染、无
残留,能有效保护生态环境.但 AR03 菌原液 100 倍
稀释液防治白粉病的持效期较短,究其原因可能是
随着菌含量的降低,已在叶表定殖的微生物与之拮
抗和竞争作用增强,导致 AR03 菌株定殖量减少,因
而后期的防效下降较快.因此,AR03 菌株在烟株叶
片表面的定殖规律及如何阻碍病原菌的侵染还有待
进一步验证.
国内外研究人员已经分离获得了一些短小芽孢
杆菌应用于植物病害生防、造纸业及农药的降
解[30-32] .前人研究报道的生防菌短小芽孢杆菌菌株
在抗菌谱上均不同于本研究分离获得的 AR03 菌
株,该菌株在室内条件下能够有效抑制赤星病菌和
白粉病菌菌丝生长及孢子萌发;在温棚内能有效减
轻白粉病的发病程度且持效期长,对防治烟草赤星
病和白粉病具有一定生防潜力;同时因其具有较宽
的抗菌谱、繁殖能力强,较强的定殖力,大量发酵后
对烟草主要的根部病害和叶部病害具有较好的应用
价值.植物病害的防治受植物、病原物、生防菌及环
境条件等多因素影响,因此在温室防病研究的基础
上,应进一步测定短小芽孢杆菌 AR03 拮抗菌株与
多种病原菌的靶标位点、作用方式及其田间防效,为
将该菌株更好的应用于烟草生产奠定理论基础.
参考文献
[1] Zhu X⁃C (朱贤朝), Wang Y⁃T (王彦亭), Wang Z⁃F
(王智发). Tobacco Diseases of China. Beijing: China
Agriculture Press, 2002 (in Chinese)
[2] LaMondia JA. Outbreak of brown spot of tobacco caused
by Alternaria alternata in Connecticut and Massachu⁃
setts. Plant Disease, 2001, 85: 230-231
[3] Darvishzadeh R, Alavi R, Sarrafi A. Resistance to pow⁃
dery mildew (Erysiphe cichoracearum DC.) in oriental
and semi⁃oriental tobacco germplasm under field condi⁃
tions. Journal of Crop Improvement, 2010, 24: 122-130
[4] Wang H⁃C (汪汉成), Li W⁃H (李文红), Xia H⁃Q
(夏海乾), et al. Toxicity and control efficacy of azoxys⁃
trobin and pyraclostrobin against Erysiphe cichoracearum
on tobacco during seedling developing period. Chinese
Journal of Pesticide Science (农药学学报), 2012, 14
(4): 412-416 (in Chinese)
[5] Lee KJ, Kamala⁃Kannan S, Sub HS, et al. Biological
control of Phytophthora blight in red pepper ( Capsicu
mannuum L.) using Bacillus subtilis. World Journal of
Microbiology & Biotechnology, 2008, 24: 1139-1145
[6] Fang D⁃H (方敦煌), Wu Z⁃J (吴祖建), Deng Y⁃L
(邓云龙), et al. Screening of antagonistic rhizospheric
spore⁃producing Bacillus against tobacco brown spot.
Acta Phytopathologica Sinica (植物病理学报), 2006,
36 (6): 555-561 (in Chinese)
[7] Tao G (陶 刚), Liu X⁃Z (刘杏忠), Wang G (王
革), et al. Role of chitinase produced by Trichoderma
sp. in biocontrol of tobacco brown spot caused by Alter⁃
naria alternata. Chinese Journal of Biological Control
(中国生物防治), 2004, 20(4): 252-255 ( in Chi⁃
nese)
[8] Gao F (高 芬), Wu Y⁃H (吴元华), Wang M⁃L (王
梦亮). Action of the metabolite produced by Streptomy⁃
ces cacaoi strain 182⁃2 on Alternaria alternata. Scientia
Agricultura Sinica(中国农业科学), 2013, 46(23):
4933-4940 (in Chinese)
[9] Levente K. A review of fungal antagonists of powdery
mildews and their potential as biocontrol agents. Pest
Management Science, 2003, 59: 475-483
[10] Liang C (梁 晨). Population diversity, biological
characters and biocontrol potential of the genus Ampelo⁃
myces. Acta Phytopathologica Sinica (植物病理学报),
2005, 35(6): 205-206 (in Chinese)
[11] Kiss L. Natural occurrence of Ampelomyces intercellular
mycoparasites in mycelia of powdery mildew fungi. New
Phytologist, 1998, 140: 709-714
[12] Habtom BT, Mark DL, Harold JA. Evaluation of biocon⁃
trol agents and potassium silicate for the management of
powdery mildew of zucchini. Biological Control, 2014,
73: 8-15
[13] Seo ST, Lee JS, Park JH, et al. Control of powdery mil⁃
dew by garlic oil in cucumber and tomato. Research in
Plant Disease, 2006, 12: 51-54
[14] Song S (宋 双). Race Identification and Control of
Erysiphe cichoracearum DC on Tobacco in Shaanxi Prov⁃
ince. Master Thesis. Yangling: Northwest A&F Universi⁃
ty, 2013 (in Chinese)
[15] Wang J (王 静), Chang P(常 平), Kong F⁃Y (孔
凡玉),et al. Identification and colonization of an anti⁃
bacteria AR03 in root and rhizosphere soils. Chinese To⁃
bacco Science(中国烟草科学), 2010, 31(3): 45-48
(in Chinese)
[16] Wang J (王 静), Zhao T⁃C (赵廷昌), Kong F⁃Y
(孔凡玉), et al. Disease⁃preventing and growth⁃promo⁃
ting effects of antifungal bacteria against tobacco wilt.
2713 应 用 生 态 学 报 26卷
Plant Protection (植物保护), 2007, 33(5): 103-106
(in Chinese)
[17] Wang J (王 静), Kong F⁃Y (孔凡玉), Qin X⁃Y
(秦西云), et al. Inhibition and bio⁃control activity of
Bacillus pumilus AR03 against tobacco black shank. Acta
Tabacaria Sinica (中国烟草学报), 2010, 16 ( 5):
78-81 (in Chinese)
[18] Wang J (王 静), Kong F⁃Y (孔凡玉), Chen X⁃H
(陈小红), et al. The inhibitory effect of Bacillus subti⁃
lis AR03 against tobacco anthracnose. Plant Protection
(植物保护), 2015, 41(1): 104-107 (in Chinese)
[19] Fang Z⁃D (方中达). Methodology for Plant Pathology.
Beijing: China Agriculture Press, 1998 (in Chinese)
[20] State Tobacco Monopoly Bureau (国家烟草专卖局).
Grade and Investigation Method of Tobacco Insect Pests
(GB / T 23222-2008). Beijing: China Standards Press,
2008 (in Chinese)
[21] Qiao H⁃P (乔宏萍), Huang L⁃L (黄丽丽), Kang Z⁃S
(康振生). Entophytic bacteria isolated from wheat and
their antifungal activities to soil⁃borne disease pathogens.
Chinese Journal of Applied Ecology (应用生态学报),
2006, 17(4): 690-694 (in Chinese)
[22] Yan W⁃R (严婉荣), Zhao T⁃C (赵廷昌), Xiao T⁃B
(肖彤斌), et al. Applications of biocontrol bacteria in
plant disease control. Genomics and Applied Biology (基
因组学与生物学), 2013, 32(4): 533-539 ( in Chi⁃
nese)
[23] Wang L⁃H (王莉衡), Ke Y (柯 扬), Qiang Y (强
毅), et al. Inhibition effects and mechanisms of the en⁃
tophytic fungus Trichoderma harzianum LH⁃7 from Aloe
barbadensis. Chinese Journal of Applied Ecology (应用
生态学报), 2014, 25(4): 1130-1136 (in Chinese)
[24] Junell L. Erysiphaceae of Sweden. Symbolae Botanicae
Upsalienses, 1967, 19: 1-117
[25] Mercado⁃Flores Y, Crdens⁃Álvarez IO, Rojas⁃Olvera
AV, et al. Application of Bacillus subtilis in the biologi⁃
cal control of the photopathogenic fungus Sporisorium
reilianum. Biological Control, 2014, 76: 36-40
[26] Yan X⁃Q (颜学勤). Isolation and Characteristics of An⁃
tagonistic Substance Produced by a Strain of Bacillus
pumilus. Master Thesis. Nanjing: Nanjing Forestry Uni⁃
versity, 2011 (in Chinese)
[27] Yu T (于 婷), Shang Y⁃K (尚玉珂), Li Y⁃F (李艳
芳), et al. The isolation and characteristics of antifungal
substances produced by Bacillus pumilus strain BSH⁃4.
Acta Phytophylacica (植物保护学报), 2009, 36(1):
65-69 (in Chinese)
[28] Cheng D⁃D (程丹丹). Preliminary Studies on Bacillus
pumilus 223 as Potential Biocontrol Bacteria to Rice
Sheath Blight. Master Thesis. Hangzhou: Zhejiang Uni⁃
versity, 2008 (in Chinese)
[29] Huang Y⁃H (黄有航), Tan Z⁃Q (谭志琼), Wang Y⁃
H (王寅寒), et al. Identification of a bacterial isolate
for biocontrol of the rubber tree powdery mildew and its
colonization in rubber tree leaves. Plant Protection(植物
保护), 2013, 39(2): 77-81 (in Chinese)
[30] Swadling IR, Jeffries P. Antagonistic properties of two
bacterial biocontrol agents of grey mould disease. Bio⁃
control Science and Technology, 1998, 8: 439-448
[31] Xu Z⁃H (许正宏). Studies on Regulation of Microbial
Alkali⁃tolerant Xylanase Synthesis and Its Mode of Sub⁃
strate Hydrolysis. Master Thesis. Wuxi: Jiangnan Uni⁃
versity, 2005 (in Chinese)
[32] Zhang L⁃Z (张丽珍). Characteristics of a Carbendazim
Degrading Bacterium Strain and GFP Marking. Master
Thesis. Taiyuan: Shanxi University, 2007 (in Chinese)
作者简介 王 静, 女,1975年生,硕士. 主要从事烟草病害
综合治理研究. E⁃mail: wjing323@ 163.com
责任编辑 肖 红
371310期 王 静等: 短小芽孢杆菌 AR03对烟草赤星病菌和白粉病菌的防治