全 文 ：长柄木霉和泾阳链霉菌复配对烟苗生长
及其抗病性的影响*
张摇 良1,2摇 刘好宝1**摇 顾金刚3摇 宋毓峰1,2摇 董连红1,2摇 苏玉龙1,2摇 李世贵3摇 雷摇 强4
伍仁军4 摇 殷摇 英4 摇 屈健康4 摇 王摇 勇5
( 1农业部烟草生物学与加工重点实验室 /中国农业科学院烟草研究所, 山东青岛 266101; 2中国农业科学院研究生院, 北京
100081; 3中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 北京 100081; 4四川省烟草专卖局, 成都 610000; 5四川省烟草公司凉
山州公司, 四川西昌 615000)
摘摇 要摇 以烟苗为试验材料,采用室内拮抗试验和活体筛选试验相结合的方法,研究了长柄
木霉和泾阳链霉菌两种生防菌复配的亲和性和抑菌广谱性,并分析了生防菌及其组合对烟苗
生长、诱导抗性和黑胫病防效的影响.结果表明:两生防菌株无相互抑制作用,具有较高的亲
和性,并且两菌株本身及其代谢产物对不同生境下的病原菌(黑胫病、猝倒病和赤星病)均具
有较高的抑菌活性和较广的抑菌谱.两菌株复配能影响根部和地上部的形态建成,促进烟苗
根系和茎、叶的生长,显著增加地下部根系体积、根系总表面积、根长和根系平均直径以及地
上部茎高、茎围、叶长、叶宽和生物量,具有显著的促生效能,并且两菌株复配的促生效应优于
单独接种.生防菌组合能显著提高烟苗根系超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶等防
御酶活性,对烟草黑胫病的相对防治效果达到了 69. 3% ,具有显著的防病效能.研究表明长柄
木霉和泾阳链霉菌是具有较高亲和性的增效组合,两菌株复配后在防病、促生方面能够发挥
协同增效作用,可有效促进烟苗生长和防治烟草黑胫病.
关键词摇 烟草摇 生防菌组合摇 生长发育摇 诱导抗性摇 黑胫病
*四川省烟草专卖局重点项目(201101006,201202006)和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(2012ZL058)资助.
**通讯作者. E鄄mail: Liuhaobao@ caas. cn
2013鄄05鄄29 收稿,2013鄄08鄄13 接受.
文章编号摇 1001-9332(2013)10-2961-09摇 中图分类号摇 S572摇 文献标识码摇 A
Effects of Trichoderma longbrachitum and Streptomyces jingyangensis combination on the
growth and disease resistance of tobacco seedlings. ZHANG Liang1,2, LIU Hao鄄bao1, GU Jin鄄
gang3, SONG Yu鄄feng1,2,DONG Lian鄄hong1,2, SU Yu鄄long1,2, LI Shi鄄gui3, LEI Qiang4, WU Ren鄄
jun4, YIN Ying4, QU Jian鄄kang4, WANG Yong5 ( 1Ministry of Agriculture Key Laboratory of Tobac鄄
co Biology and Processing / Tobacco Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences,
Qingdao 266101, Shandong, China; 2Graduate School of Chinese Academy of Agricultural Sciences,
Beijing 100081, China; 3 Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese Acade鄄
my of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China; 4Sichuan Tobacco Monopoly Administration,
Chengdu 610000, China; 5Liangshan Tobacco Co. Ltd. , Xichang 615000, Sichuan, China) .
鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2013,24(10): 2961-2969.
Abstract: An agar plate antagonism experiment in combining with in vivo screening experiment was
conducted to study the affinity and bacteriostasis spectrum of the combination of biocontrol agents
Trichoderma longbrachitum and Streptomyces jingyangensis to Nicotiana tabacum seedlings, with the
effects of each agent and their combination on the N. tabacum seedlings growth, induced resist鄄
ance, and resistance to Phytophthora nicotianae analyzed. The two agents had no interactive inhibi鄄
tory effect and showed higher affinity to N. tabacum, and the agents themselves as well as their me鄄
tabolites had higher bacteriostasis activities and wider bacteriostasis spectrum to P. nicotianae,
Pythium aphanidermatum, and Alternaria alternate in different habitats. The combination of the two
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 10 月摇 第 24 卷摇 第 10 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Oct. 2013,24(10): 2961-2969
agents affected the morphological characteristics of the seedlings underground and aboveground
parts, promoted the growth of root, stem, and leaf, and increased the root volume, total surface
area, length, and average diameter as well as the stem height and size and the leaf length, width,
and biomass, with these promotion effects being superior than those of the single鄄agent treatment.
The combination of the two agents also increased the activities of the defensive enzymes superoxide
dismutase, catalase, phenylalanine ammonia lyase, and peroxidase in the seedlings root significant鄄
ly, with the relative control efficiency against P. nicotianae reached 69. 3% , as compared to the
conventional treatment. This study showed that the combination of T. longbrachitum and S. jingy鄄
angensis was a compatible combination with higher affinity and efficiency. This combination showed
a synergistic effect of the two agents in plant disease control and in promoting plant growth, being
able to promote the tobacco seedlings growth and control the P. nicotianae effectively.
Key words: tobacco; biocontrol agents combination; growth and development; induced resistance;
Phytophthora nicotianae.
摇 摇 由于化学农药的长期、过度或不当使用,导致有
害生物抗药性、再猖獗和农药残留等问题,目前已成
为制约作物生产可持续发展的瓶颈.因此,寻求依赖
生境、生物、农事操作等措施来防治病虫害尤为重
要[1] .其中,利用安全而环境友好的生防菌诱导因
子来改善作物的生长环境和激活作物的防御反应是
一种有效的策略[2-3] . 赵淑莉等[4]从土壤中筛选到
放线菌 BZ45,不仅对玉米大斑病菌(Setosphaeria tur鄄
cica)等 8 种病原真菌均有较强拮抗作用,其发酵滤
液对病原菌的菌丝生长和孢子萌发也有较强的抑制
作用.周永强等[5]研究发现,在西瓜育苗基质中拌
入放线菌后,可显著改变西瓜根域土壤微生物的组
成,从而在根际范围形成由拮抗性放线菌组成、可抵
御西瓜枯萎菌(Fusarium oxysporum schlechlendahl f.
sp. melonis)等土传病害的生防屏障.刘路宁等[6]研
究表明,绿木霉(Trichoderma virens)菌株 TY009 能
寄生于水稻纹枯病原菌(Rhizoctonia salani)菌核,其
产生的胶霉毒素也具有较强的抑菌活性,是防治水
稻纹枯病、稻瘟病和稻曲病等病害的有效生防菌株.
段春梅等[7]、许英俊等[8]发现,生防菌还能显著促
进黄瓜和草莓的根系生长,并诱导其产生抗性.前人
研究多集中于单一生防菌的防病促生方面,但对多
个生物因子组成的多功能菌群的协同作用研究较
少,其中关于木霉与放线菌多种生物学功能复配及
其应用于作物生产的研究,至今鲜有报道.本研究利
用长柄木霉(Trichoderma longbrachitum)和泾阳链霉
菌(Streptomyces jingyangensis)的特点复配获得生防
菌组合,并以烟苗为材料,分析了生防菌组合对烟苗
根、茎和叶生长、防御酶活性和抗病性的影响,以期
为生防菌的复配应用提供新的思路和途径.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 试验材料
供试烤烟(Nicotiana tabacum)品种为 K326,种
子由玉溪中烟种子有限责任公司提供.
供试生防菌包括长柄木霉 ACCC 30150 和泾阳
链霉菌 ACCC 40021;烟草黑胫病、猝倒病和赤星病
病原菌分别为:烟草疫霉(Phytophthora nicotianae)
ACCC 38065、瓜果腐霉 (Pythium aphanidermatum)
ACCC 38064 和链格孢 ( Alternaria alternata) ACCC
38066,以上菌株均由中国农业微生物菌种保藏管理
中心提供.
取用燕麦培养基培养好的有烟草黑胫病病原菌
孢子的培养皿,用接种环刮取孢子,加入 20 mL无菌
水,并加入 1 mL的 1%吐温 80,将孢子悬液倾入装
有石英砂玻璃珠的孢子分散瓶内,振荡 20 ~ 30 min.
将孢子悬液经过灭菌的纱布过滤,用血球计数板测
定孢子数,用无菌水将滤液调至 105 ~ 106 cfu·mL-1
备用.泾阳链霉菌和长柄木霉孢子悬浮液的制备同
上,孢子液浓度为 108 ~ 109 cfu·mL-1 .
漂浮育苗所用的基质购置于中国农业科学院花
卉市场,草炭:珍珠岩:蛭石体积比为 75 颐 15 颐 15,
将各种育苗材料混合均匀后置于 121 益下高压灭菌
2 h后备用.烟草专用育苗肥(四川金叶化肥有限公
司生产)养分含量为 N 颐 P2O5 颐 K2O = 19 颐 10 颐 20,
硝态氮占总氮的 60% . 育苗池规格为 35 cm(长) 伊
28 cm(宽)伊20 cm(高),漂浮盘规格为 33 cm(长)伊
26 cm(宽)伊6. 5 cm(高),70 孔.
1郾 2摇 试验设计
1郾 2郾 1 菌株的相容性测定摇 用培养皿混合培养法和
牛津杯法测定两生防菌之间的互作关系及亲和性.
2692 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
1郾 2郾 2 抑菌活性测定摇 对峙培养法:参照 EL鄄Tarabi鄄
ly等[9]的方法,将各供试病原菌和生防菌置于 25 益
黑暗条件下培养 3 d 后,在超净工作台上用无菌打
孔器(5 mm)沿其菌落边缘打菌饼,将长柄木霉分别
与烟草黑胫病、猝倒病和赤星病病原菌菌饼接种于
PDA培养基上距中心 1. 5 cm 处同一直线上的两点
上;在 PDA和高氏一号等体积混合培养基上选取两
点划线接种泾阳链霉菌,在距离平行线等距离处接
种烟草病原菌菌饼;同时以只接病原菌和生防菌的
培养基作为对照,每处理重复 3 次,28 益条件下倒
置恒温培养,3 d 后观察记录. 菌丝生长抑制率 =
(对照菌落直径-处理菌落直径) /对照菌落直径伊
100% .
牛津杯法:将长柄木霉和泾阳链霉菌分别接种
在 PDA液体培养基和高氏一号液体培养基中培养
2 ~ 3 d(190 r·min-1,28 益)制成发酵液备用.将培
养 好 的 烟 草 病 原 菌 制 成 孢 子 浓 度 为 1 伊
106 cfu·mL-1的菌悬液,取病原菌菌悬液 0. 1 mL涂
于 PDA平板上,然后在每个培养皿正中央摆放 1 个
牛津杯,向其中加入 0. 2 mL 的生防菌发酵液,每个
处理重复 3 次,28 益培养,每 24 h 观察记录抑菌圈
半径.
1郾 2郾 3 活体筛选试验摇 试验于 2012 年 2—5 月在中
国农业科学院农业资源与农业区划研究所日光温室
进行.试验设 5 个处理:对照:无菌水;T0:单接烟草
黑胫病菌;T1:单接长柄木霉;T2:单接泾阳链霉菌;
T3:混接长柄木霉和泾阳链霉菌.
生防菌接种:将制备好的孢子液与适量育苗基
质混匀,使育苗基质中孢子含量为 3 伊 108 cfu·g-1,
其中混合接种处理 T3 中泾阳链霉菌与长柄木霉孢
子量各占一半,为 1. 5 伊 108 cfu·g-1,对照和 T0 用
等量无菌水代替生防菌液.
病原菌接种:在烟苗生出第 6 片真叶时采用根
基浇灌接种烟草黑胫病菌菌液,接种量为每穴
5 mL,孢子液浓度为 3 伊 105 cfu·mL-1,对照用等量
无菌水代替病原菌液.每个育苗盘(70 株)为 1 个重
复,每处理重复 3 次.
1郾 3摇 测定项目与方法
1郾 3郾 1 植物学性状的测定摇 在播种 5 d 后开始调查
各处理的出苗率及其生育期;成苗后每个处理随机
选取生长整齐且有代表性的 10 株烟苗,分别测定茎
高、有效叶片数、最大叶长、最大叶宽、茎围、地上部
和地下部的干质量和鲜质量,具体参照《烟草农艺
性状调查方法》(YC / T 142—1998) [10] .采用根系扫
描仪(Epson Perfection V700 PHOTO)扫描根系样品
获取数字化图像,利用根系分析系统软件 WinRHI鄄
ZO V2008a(Regent Instrument Inc. ,Canada)进行分
析,获得根系形态参数,包括总根长、根系总表面积、
根系体积和根系平均直径及直径分别为臆0. 2 mm
(细根)、0. 2 ~ 0. 6 mm(中等根)和>0. 6 mm(粗根)
范围内的根系长度.
1郾 3郾 2 防御酶指标的测定摇 从每个处理样品中随机
选取有代表性的烟苗根系,取白色根系 0. 5 g 放入
预冷的研钵中或加入液氮研磨,期间加入聚乙烯吡
咯烷酮(PVP)0. 1 g,将研磨好的样品转入 10 mL 离
心管,加入 4 益预冷的提取液 5 mL,10000 r·min-1
离心 30 min,弃沉淀,取上清用于超氧化物歧化酶
(SOD)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)
和过氧化氢酶(CAT)活性测定. 其中:SOD 活性测
定采用氮蓝四唑法[11];POD活性测定采用愈创木酚
比色法[12];PAL活性测定参照薛应龙等[13]的方法;
CAT活性测定参照 Cakmak等[14]的方法.
1郾 3郾 3 黑胫病发生情况调查摇 接种黑胫病菌后至烟
苗成苗期间每隔 3 d 调查一次黑胫病发生情况,病
害分级按照烟草病害分级调查方法,并计算发病率、
病情指数和相对防治效果.
发病率=发病株数 /调查总株数伊100%
病情指数 = [移 (各级病株或叶数 伊该病级
值)] / (调查总株数或叶数伊最高级值)伊100
相对防治效果 = (对照病情指数-处理病情指
数) /对照病情指数伊100%
1郾 4摇 数据处理
数据经 Excel 2007 整理后,采用 SAS 9. 0 进行
方差分析,采用 Duncan新复极差方法检验不同处理
之间的差异显著性(琢 = 0. 05),绘图由 Excel 2007
完成.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 长柄木霉和泾阳链霉菌的亲和性
采用混合培养和牛津杯法测定两菌株相容性,
72 h后观察两株菌的生长及其互作情况,结果见图
1.从混合培养结果来看,在整个生长过程中两株菌
未出现相互拮抗作用. 具体表现为泾阳链霉菌菌丝
正常生长、产孢;长柄木霉菌丝生长迅速,培养 3 d
后菌丝由白色变为黄绿色,随后开始大量产孢;两株
菌接触部分菌丝正常生长,并且在此部分长柄木霉
孢子量有所增加.从牛津杯测定结果来看,牛津杯内
泾阳链霉菌发酵液对其周围长柄木霉无抑制作用,
369210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 张摇 良等: 长柄木霉和泾阳链霉菌复配对烟苗生长及其抗病性的影响摇 摇 摇 摇 摇
图 1摇 长柄木霉和泾阳链霉菌的亲和性测定结果
Fig. 1摇 Compatibility of Trichoderma longbrachitum and Strepto鄄
myces jingyangensis.
玉:混合培养 Mixing cultivation; 域:牛津杯 Oxford cup. a)泾阳链霉
菌 S. jingyangensis; b)长柄木霉 T. longbrachitum; c)泾阳链霉菌发
酵液 The fermentation broth of S. jingyangensis.
且长柄木霉产孢量有所增加.总之,通过比较分析混
合培养和发酵液测定两株菌的生长情况,确定了两
株菌不管是菌体本身还是发酵液与菌株之间均无拮
抗作用,说明两株生防菌具有较好的亲和性,可以进
行组合.
2郾 2摇 长柄木霉和泾阳链霉菌对烟草病原菌的抑菌
活性
为了进一步确定两菌株抑菌效果,采用平板对
峙培养和牛津杯法测定两株菌对 3 种烟草病原菌的
抑菌作用.从表 1 可以看出,两菌株在对峙培养时均
能不同程度地抑制 3 种烟草病菌菌丝生长,长柄木
霉对土传黑胫病菌抑菌活性较强,泾阳链霉菌则对
土传猝倒病菌抑菌活性较强,两菌株对叶部烟草赤
星病菌抑菌活性相当.牛津杯法测定发现,泾阳链霉
菌发酵液抑菌活性总体大于长柄木霉,两菌株发酵
液对 3 种病原菌的抑菌活性变化规律与对峙培养时
抑菌活性表现基本相同. 说明两菌株本身及其代谢
产物对土壤和叶部不同生境下的病原菌均具有较强
的抑菌活性和较广的抑菌谱.
2郾 3摇 生防菌对烟草出苗率及烟苗生育进程的影响
于播种后观察记录出苗率和烟苗进入各生育期
的时间.从表 2 可以看出,不同生防菌处理与对照相
比对出苗率和生育进程有一定影响. 接种长柄木霉
显著降低了烟草出苗率,单接泾阳链霉菌和混合接
种处理均显著提高了烟草出苗率,其中单接泾阳链
霉菌处理的出苗率高于混合接种. 对烟苗生育进程
而言,与对照相比,混合接种和单接泾阳链霉菌的出
苗期均提前 1 d,单接长柄木霉出苗期推迟 2 d;混合
接种和单接泾阳链霉菌的烟苗前期生长速度较快,
前期生育期时间缩短,随着烟苗生长的延续,生育期
时间的差异逐渐增大,成苗时间最多缩短了 4 d,而
单接长柄木霉其他生长阶段与对照相比均有所推
表 1摇 长柄木霉和泾阳链霉菌对烟草病原菌菌丝生长的抑菌活性
Table 1摇 Inhibition effect of Trichoderma longbrachitum and Streptomyce jingyangensis in the growth of tobacco pathogens
(mean依SE)
菌株
Strain
平板对峙法抑菌率
Average inhibition rate by agar plate antagonism (% )
烟草黑胫病病菌
P. nicotianae
烟草猝倒病病菌
P. aphanidermatum
烟草赤星病病菌
A. alternata
牛津杯法抑菌圈半径
Colony diameter in Oxford cup (mm)
烟草黑胫病病菌
P. nicotianae
烟草猝倒病病菌
P. aphanidermatum
烟草赤星病病菌
A. alternata
长柄木霉 T. longbrachitu 58. 3依2. 5a 25. 3依2. 2b 47. 0依4. 2a 7. 1依0. 6a 6. 8依0. 1b 6. 1依0. 5a
泾阳链霉菌 S. jingyangensis 19. 3依0. 9b 64. 3依4. 7a 36. 0依5. 1b 8. 0依0. 6a 17. 8依0. 9a 6. 5依0. 6a
同列不同字母表示差异显著(P<0. 05) Different letters within the same column indicated significant difference at 0. 05 level. 下同 The same below.
表 2摇 不同处理出苗率及烟苗生育进程
Table 2摇 Emergence rate and growth stages of tobacco seedlings under different treatments (mean依SE)
处理
Treatment
出苗率
Emergence
rate (% )
播种期
Sowing
stage
出苗期
Emergence
stage
十字期
Cross
stage
生根期
Root
stage
成苗期
Survival
stage
CK 94. 4依0. 4b 02鄄20 02鄄27 03鄄08 03鄄26 04鄄24
T0 94. 3依0. 5b 02鄄20 02鄄27 03鄄08 03鄄26 04鄄28
T1 83. 3依0. 3c 02鄄20 02鄄29 03鄄10 03鄄28 04鄄26
T2 96. 4依0. 4a 02鄄20 02鄄26 03鄄05 03鄄23 04鄄20
T3 95. 4依0. 4a 02鄄20 02鄄26 03鄄05 03鄄22 04鄄18
CK:对照 Control; T0:单接烟草黑胫病菌 Single P. nicotianae; T1:单接长柄木霉 Single T. longbrachitum; T2:单接泾阳链霉菌 Single S. jingyan鄄
gensis; T3:混合接种长柄木霉和泾阳链霉菌 Combination of T. longbrachitum and S. jingyangensis. 下同 The same below.
4692 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
迟,最后成苗时间推迟了 4 d.由此可知,接种生防菌
通过抑制或促进种子萌发影响烟苗出苗率和出苗
期,并进一步影响烟苗整个生育进程.
2郾 4摇 生防菌对烟苗植物学性状和生物量的影响
2郾 4郾 1 烟苗地上部植物学性状摇 于成苗时测定烟苗
的茎高、茎围、叶长和叶片数等烟苗地上部植物学性
状.从表 3 可以看出,单接泾阳链霉菌和混合接种对
烟苗茎部、叶部生长和叶片发育均有促进作用,但前
者效果不如后者,而接种长柄木霉与对照相比无明
显的促进作用.与对照相比,混合接种的茎高和茎围
分别提高 16. 0%和 17. 0% ,叶长、叶宽和叶片数分
别提高 28. 0% 、15. 0%和 19. 0% ,且均存在显著差
异;单接泾阳链霉菌各项生长指标均显著高于对照,
单接长柄木霉与对照无显著差异. 从茎部和叶部增
加的比例来看,单接泾阳链霉菌和混合接种烟苗横
向和纵向生长平衡性好,有利于烟苗移栽后茎基部
萌发形成大量不定根系,加快烟苗的分化与发育速
度.表明单接泾阳链霉菌和混合接种有利于提高烟
苗茎部、叶部素质.
2郾 4郾 2 烟苗地下部植物学性状摇 培育健壮烟苗是烟
草生产的首要环节,而发达的根系是壮苗的标准之
一.从表 4 可以看出,生防菌接种能够促进烟苗的根
系生长,增加总表面积和体积并促进根系横向增粗
和纵向伸长.单接链霉菌和混合接种烟苗根系体积
表 3摇 不同处理烟苗茎和叶植物学性状
Table 3摇 Botanical characteristics of the shoot and leaf of
tobacco seedlings under different treatments (mean依SE)
处理
Treat鄄
ment
茎高
Shoot height
(cm)
茎围
Shoot size
(cm)
叶长
Leaf length
(cm)
叶宽
Leaf width
(cm)
叶片数
Leaf
number
CK 10. 4依0. 3b 1. 86依0. 08cd 9. 7依0. 3c 5. 3依0. 1c 7. 5依0. 2b
T0 9. 5依0. 4c 1. 75依0. 04d 8. 9依0. 4d 5. 2依0. 2c 6. 8依0. 3c
T1 10. 6依0. 4b 1. 90依0. 02bc 9. 9依0. 4c 5. 5依0. 2bc 7. 7依0. 3b
T2 11. 5依0. 6a 1. 99依0. 08b 10. 8依0. 5b 5. 7依0. 1b 8. 5依0. 5a
T3 12. 1依0. 5a 2. 17依0. 11a 12. 4依0. 4a 6. 1依0. 3a 8. 9依0. 4a
表 4摇 不同处理烟苗根植物学性状
Table 4 摇 Botanical characteristics of the root of tobacco
seedlings under different treatments (mean依SE)
处理
Treat鄄
ment
根系表面积
Root surface
area (cm2)
根系体积
Root volume
(cm3)
总根长
Total root
length (cm)
根系平均直径
Average root
diameter (mm)
CK 85. 2依2. 1c 0. 5依0. 02c 561. 7依23. 8d 0. 31依0. 02cd
T0 49. 8依1. 8d 0. 3依0. 02d 460. 1依20. 5e 0. 29依0. 01d
T1 91. 3依3. 3c 0. 4依0. 02cd 675. 3依29. 0c 0. 34依0. 01c
T2 140. 5依3. 4b 1. 7依0. 08b 975. 8依40. 3b 0. 42依0. 02b
T3 176. 4依5. 3a 1. 9依0. 13a 1465. 9依70. 2a 0. 51依0. 02a
和总表面积均显著增加,而单接木霉与对照无显著
差异;单接长柄木霉、单接泾阳链霉菌和混合接种的
总根长分别提高 20. 0% 、74. 0%和 161. 0% ,显著高
于对照;接种生防菌的处理根系平均直径均显著高
于对照.表明生防菌对烟苗的促生作用主要是通过
增加根系长度和根系直径来实现的,这也提高了烟
苗的总吸收面积和根系活跃吸收面积,优化了根系
的表面特性,促进了烟苗地下部的生长发育和形态
建成,将缩短移栽后的缓苗期.
不同直径范围的根系,其吸收能力存在差别,一
般认为细根的吸收能力强于粗根. 本研究将不同直
径范围根系的长度进行了分析.从表 5 可知,生防菌
能显著增加中等根和细根的长度及其在总根长中的
比例;促进侧根(细根和中等根)发育,并进一步促
进根系的横向生长,从而增加粗根的长度.与对照相
比,接种生防菌在直径臆0. 2 mm的细根长度均显著
增加,此部分根系长度占总根长比例最高;单接泾阳
链霉菌和混合接种显著增加了直径在 0. 2 ~ 0. 6 mm
的中等根长度在总根长中所占比例,单接长柄木霉
与对照无显著差异;混合接种下直径>0. 6 mm 粗根
长度显著增加,但效果不如单接泾阳链霉菌,而接种
长柄木霉抑制了粗根的生长.可见,混合接种对细根
和中等根长度的促进作用明显,有利于增大中等根
的分配比例,这将增强根部对养分的吸收和运输能
力,协调地下部与地上部的生长.
2郾 4郾 3 烟苗生物量及根冠比摇 烟苗的生物量和根冠
比是衡量壮苗的重要指标,为了更全面地评估生防
菌的促生效果,于成苗时测定了烟苗地下部和地上
部烟苗鲜质量和干质量,计算了根冠比和干鲜比,结
果见表 6.就鲜质量而言,混合接种显著增加了地上
部鲜质量,单接生防菌处理烟苗地上部鲜质量差异
不明显,接种生防菌根系鲜质量显著高于对照.在干
物质积累量方面,单接泾阳链霉菌和混合接种地上
部干质量显著增加,而单接长柄木霉与对照无显著
表 5摇 不同处理不同直径范围内根系长度分布
Table 5 摇 Root length distribution of tobacco seedlings by
various diameters under different treatments (mean依SE)
处理
Treat鄄
ment
直径范围 Diameter range (mm)
臆0. 2 0. 2 ~ 0. 6 >0. 6
CK 257. 7依21. 1d 224. 7依18. 4c 79. 3依6. 5c
T0 313. 8依25. 7cd 131. 6依10. 8d 14. 7依1. 2e
T1 376. 4依30. 9bc 247. 5依20. 3c 51. 5依4. 2d
T2 389. 8依32. 0b 404. 9依33. 2b 181. 1依14. 9a
T3 689. 6依56. 6a 621. 9依51. 0a 154. 4依12. 7b
569210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 张摇 良等: 长柄木霉和泾阳链霉菌复配对烟苗生长及其抗病性的影响摇 摇 摇 摇 摇
表 6摇 不同处理烟苗生物量及根冠比
Table 6摇 Biomass and root鄄shoot ratio of tobacco seedlings under different treatments (mean依SE)
处理
Treatment
茎叶鲜质量
Shoot fresh
mass (g)
根系鲜质量
Root fresh
mass (g)
茎叶干质量
Shoot dry
mass (g)
根系干质量
Roots dry
mass (g)
干鲜比
Dry / fresh
ratio
根冠比
Root / shoot
ratio
CK 3. 46依0. 12b 0. 795依0. 032b 0. 42依0. 01b 0. 076依0. 003d 0. 116 0. 181
T0 3. 14依0. 18c 0. 571依0. 044c 0. 38依0. 02c 0. 054依0. 004e 0. 116 0. 143
T1 3. 47依0. 08b 0. 917依0. 044a 0. 43依0. 02b 0. 088依0. 004c 0. 118 0. 205
T2 3. 55依0. 12b 0. 974依0. 040a 0. 48依0. 03a 0. 095依0. 004b 0. 127 0. 201
T3 3. 98依0. 18a 0. 924依0. 042a 0. 51依0. 02a 0. 103依0. 005a 0. 124 0. 205
差异,但接种生防菌地下部根系干物质量均显著高
于对照.就根冠比和干鲜比来看,接种生防菌干鲜比
和根冠比均高于对照,且根冠比均大于 0. 2,符合烟
草壮苗的标准.
2郾 5摇 生防菌对烟苗抗病性的影响
2郾 5郾 1 烟苗防御酶活性摇 防御酶活性是表征植株抗
病性强弱的主要参数,能够反映生防菌诱导烟苗抗
性的能力.于成苗时测定了各处理的防御酶活性,结
果见图 2. 生防菌处理烟苗后防御酶 ( SOD、POD、
CAT和 PAL)活性均显著增加. SOD 活性除单接长
柄木霉与对照无显著差异外,其余处理均存在显著
差异,混合接种比对照提高 70% ;混合接种比对照
的 POD、CAT 和 PAL 活性分别提高 40% 、92% 和
104. 0% ,均存在显著差异;混合接种与单接长柄木
霉的 SOD和 POD活性无显著差异,而 PAL 和 CAT
活性存在显著差异,但 4 种酶活性均显著高于单接
泾阳链霉菌处理.可见,生防菌组合能够诱导烟苗的
信号系统,启动植株体内防御酶系的表达,表明生防
菌能够增强烟苗抗病性潜力,但不同生防菌处理酶
表达量存在差异.
2郾 5郾 2 黑胫病防治效果摇 接种生防菌后每天观察记
录烟苗病害发生情况.从表 7 可以看出,接种生防菌
显著降低了烟草黑胫病发病率和病情指数,提高了
防治效果. 各处理中混合接种的防效最好,为
69郾 3% ,单接长柄木霉优于单接泾阳链霉菌防效,且
存在显著差异.黑胫病发病率和病情指数计算结果
显示,生防菌组合的发病率和病情指数分别比对照
降低 50. 7%和 52. 7% ,且均存在显著差异. 单接长
柄木霉防效好于单接泾阳链霉菌,而长柄木霉与泾
阳链霉菌对防治烟草黑胫病是一个增效的组合.
图 2摇 生防菌对烟苗根系 SOD、POD、CAT和 PAL活性的影响
Fig. 2摇 Effects of biocontrol agents on SOD, POD, CAT and PAL activities in tobacco seedlings roots (mean依SE).
CK: 对照 Control; T0: 单接烟草黑胫病菌 Single P. nicotianae; T1: 单接长柄木霉 Single T. longbrachitum; T2: 单接泾阳链霉菌 Single S. jingy鄄
angensis; T3: 混合接种长柄木霉和泾阳链霉菌 Combination of T. longbrachitum and S. jingyangensis.
6692 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
表 7摇 不同处理黑胫病防治效果
Table 7摇 Control effect on tobacco black shank disease un鄄
der different treatments (mean依SE)
处理
Treatment
发病率
Disease incidence
(% )
病情指数
Disease
index
防治效果
Control effect
(% )
T0 74. 3依3. 1a 76. 1依2. 5a -
T1 32. 7依4. 9c 34. 3依5. 9c 54. 9依8. 6b
T2 45. 0依5. 3b 49. 0依6. 4b 35. 8依7. 5c
T3 23. 6依2. 4d 23. 4依2. 9d 69. 3依3. 8a
3摇 讨摇 摇 论
3郾 1摇 生防菌及其复配的亲和性和抑菌作用
国内外对生防菌组合的研究主要集中在真菌与
真菌、真菌与细菌、细菌与酵母等方面,大多数研究
表明生防菌复配可提高生物防治的效果,然而,也有
不少报导指出混配制剂并未导致生物防治效果的提
高.其中,菌株间的不亲和性是复配不成功的重要原
因[15] .本研究针对研究较少的真菌与放线菌复配,
利用混合培养法和牛津杯法,测定了两生防菌之间
的相互作用,确定了两者是亲和性组合.亲和性是生
防菌复配的前提,复配后能不能发挥协同增效作用
与菌株自身的抑菌能力、抑菌机制和抑菌谱范围联
系密切.本研究以来自土壤和植物叶部两种不同生
境和具有不同传播途径的多种病原菌为标靶,分析
了两菌株本身及其代谢产物的抑菌活性和抑菌谱.
结果表明,泾阳链霉菌发酵液对烟草猝倒病菌抑菌
作用较强,而长柄木霉菌丝对烟草黑胫病菌的抑菌
作用尤为突出,推测可能与泾阳链霉菌产抗生素和
长柄木霉具有多种拮抗作用机制有关[16-18] .虽然这
些存在不同作用机制且具有亲和性的生防菌组合能
拓宽抑菌谱,但这并不意味着组合的结果一定是增
效.在田间环境下多菌协同防病更不是简单的加性
效应[19],生防菌复配时还必须考虑作物的生境、防
治的对象和传播途径等多方面因素,才能实现生防
菌组合增效的目的.
3郾 2摇 生防菌对烟苗生长发育的影响
目前利用木霉和放线菌作为单一促生菌调节植
物生长、改善作物品质和提高产量等方面的研究国
内外均有报道. 如禚苏等[20]研究发现,适宜浓度的
放线菌能促进黄瓜幼苗株高和根的生长,提高叶片
叶绿素含量. Hexon 等[21]用绿木霉(Trichoderma vi鄄
rens)次生代谢产物处理拟南芥使其鲜质量增加了
62% .但 Mart侏nez鄄Medina 等[22]认为,与单一促生菌
相比,菌株间组合在促进植物生长方面有更好的表
现.本研究表明,长柄木霉与泾阳链霉菌单接和混接
均能不同程度地促进烟苗地上和地下部分的生长,
混合接种的促生效应优于单独接种. 该结果与
Cass佗n等[23]和 Khaled[24]的结果一致.本研究发现,
接种泾阳链霉菌对烟苗纵向(茎高、叶长、根长)和
横向(茎围、叶宽、根平均直径)方面具有促生和协
调物质分配作用,尤其是烟苗根系和茎平均直径的
增加可保证其营养物质和水分运输,从而协调地下
部和地上部生长.分析原因可能是泾阳链霉菌分泌
的激素、有机酸、维生素等次生代谢产物能促使植物
细胞的分裂和伸长的缘故[25] . 然而,本研究仅从宏
观上对生防菌组合的综合特性进行评价,所涉及的
接种材料还比较单一,对于多菌混合菌群的复配、各
生防菌在组合防病促生中的微观追踪和动态变化以
及生防菌鄄病原菌鄄寄主植物三者的互作关系还有待
进一步研究.
3郾 3摇 生防菌对烟苗抗病性的影响
国内外均有利用多菌组合防治植物病害的报
道,且已证实多菌组合能够影响防效,但并非所有组
合均能提高防效[26-27] . 本研究发现,接种长柄木霉
后表现出较强竞争优势,在育苗盘上生长迅速,生长
前期对烟草种子的萌发有一定影响,而后在烟草根
部定殖后,优先占领基质,有利于降低根围处病原菌
的种群密度,进而减少病原菌侵染烟苗的机会.这与
王小慧等[28]、何欣等[29]和凌宁等[30]的研究结果一
致. Olivain等[31]研究表明,致病菌和非致病菌均能
在番茄根表定殖,并可侵入表皮细胞在上皮层细胞
内定殖.本研究发现,泾阳链霉菌和长柄木霉作用于
烟苗后根系平均直径显著增加,根系横向生长明显
增强,这可能会使根系表皮细胞壁加厚、联合和细胞
间堵塞,降低了病原菌的侵染率. Fuchs 等[32]认为,
生防菌能诱发植物产生一系列生理应激反应. 本试
验中,单接或混接长柄木霉和泾阳链霉菌,烟苗根系
SOD、POD 和 CAT 等防御酶活性相比对照显著提
高,烟苗的发病率和病情指数降低,以混合接种对烟
苗的诱抗和防病效果最好. 说明在病害初期生防菌
复配更易激活植物防御酶的活性.这与张晓鹿等[33]
和易龙等[34]研究结果一致. 因此,除对病原菌的直
接拮抗作用外,生防菌还具有通过提高寄主抗病性
而达到间接抗病的作用.
4摇 结摇 摇 论
泾阳链霉菌和长柄木霉混合培养时无相互拮抗
作用,表现出较高的亲和性;平板对峙和牛津杯法测
769210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 张摇 良等: 长柄木霉和泾阳链霉菌复配对烟苗生长及其抗病性的影响摇 摇 摇 摇 摇
定结果表明,两菌株对不同生境下和传播途径的烟
草黑胫病、猝倒病和赤星病菌具有明显的皿内拮抗
作用,其产生的发酵滤液均能够不同程度地抑制病
原菌的菌丝生长.两生防菌单接与混接时均能不同
程度地促进烟苗地上地下部分生长,显著提高
SOD、POD、CAT 等防御酶活性,从而增强烟苗的抗
病能力,显著降低烟苗黑胫病的发病率和病情指数;
混合接种烟苗各项生长指标和防御酶活性较单独接
种均有所提高,而单接泾阳链霉菌各项生长指标要
优于单接长柄木霉,但单接长柄木霉的防御酶活性
较单接泾阳链霉菌的处理有显著提高. 说明泾阳链
霉菌和长柄木霉不仅能提高烟苗防御酶活性,而且
还能促进烟苗的生长发育,复配后是一个增效的组
合,更有利于发挥互补优势与协同作用,防病促生效
果优于单一生防菌.
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作者简介摇 张摇 良,男,1986 年生,硕士研究生. 主要从事烟
草栽培研究. E鄄mail: zhangliangonly2008@ 163. com
责任编辑摇 肖摇 红
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