免费文献传递   相关文献

Acute toxicity of fermentation broth produced from Pythium oligandrum and its influence on the growth and control of pepper seedling anthrax

寡雄腐霉发酵液的动物毒性及对辣椒的促生防病效应



全 文 :植物保护学报 Journal of Plant Protection, 2016, 43(2): 307 - 313 DOI: 10􀆰 13802 / j. cnki. zwbhxb. 2016􀆰 02􀆰 019
基金项目:重庆市科委重点项目(cstc2013yykfB80011),四川省凉山州烟草公司科技攻关项目(2012⁃12)
∗通讯作者(Author for correspondence), E⁃mail: huang99@ swu. edu. cn
收稿日期: 2014 - 12 - 22
寡雄腐霉发酵液的动物毒性及对辣椒的促生防病效应
耿明明  黄建国∗
(西南大学资源环境学院, 重庆 400716)
摘要: 为研制高效、无毒、低成本的生物农药以防治辣椒炭疽病,利用自主分离的寡雄腐霉 Pythium
oligandrum CQ2010 菌株制备浓度为 1􀆰 14‰发酵液,研究其对小鼠的急性毒性、对辣椒幼苗生长的
影响及对辣椒炭疽病的防治效果。 结果表明,小鼠 1 日内灌胃寡雄腐霉发酵液 60 mL / kg,连续给
药 14 d后,对小鼠体重增长无显著影响,其外观和行为均无异常,组织器官也未见病理改变。 寡雄
腐霉发酵液可显著提高辣椒叶片叶绿素含量和根系活力,促进氮、磷、钾吸收,生物量比对照增加
42􀆰 4% ,效果优于寡雄腐霉卵孢子制剂;并能显著提高叶片中过氧化物酶活性,诱导植株抗病性。
在辣椒接种炭疽病菌前后,寡雄腐霉发酵液均显著降低了叶片丙二醛的增幅,说明细胞膜受害减
轻。 施用寡雄腐霉发酵液可使辣椒炭疽病发病率和病情指数显著降低,分别为 40􀆰 0% ~ 46􀆰 7%和
13􀆰 3 ~ 16􀆰 7,防治效果达 59􀆰 9% ~68􀆰 1% ;在模拟自然发病试验中也能显著提高辣椒幼苗生物量,
防治效果达 55􀆰 4% 。 表明寡雄腐霉发酵液对动物安全无毒,能促进辣椒幼苗生长并防治炭疽病。
关键词: 寡雄腐霉; 辣椒; 生长; 炭疽病
Acute toxicity of fermentation broth produced from Pythium oligandrum
and its influence on the growth and control of pepper seedling anthrax
Geng Mingming  Huang Jianguo∗
(College of Resource and Environment, Southwest University, Chongqing 400716, China)
Abstract: In order to develop an effective, non⁃poisonous and cheap biopesticide for control of pepper
anthracnose, the present experiment was carried out with mice and pepper seedlings to study the animal
acute toxicity and plant growth and anthracnose control by supplying fermentation broth of Pythium
oligandrum CQ2010 (POB), which was a self⁃isolated strain, and the concentration of fermentation broth
was 1􀆰 14‰. After fed with POB by continuous gavage with 60 mL / kg per day for 14 d, the mice showed
no significant variation in weight increment compared to control (fed with pure water) . The test mice also
showed no abnormality in appearance, behaviors and pathological changes of tissues and organs. POB
obviously increased chlorophyll content, root activities, and nutrient absorption ( nitrogen, phosphorus
and potassium) of pepper seedlings. The seedling growth was accelerated and the biomass was increased
by 42􀆰 4% with POB supply, which showed better effect than P. oligandrum spores. In addition, POB
activated peroxidase whereby inducing plant resistance to diseases but decreased malondialdehyde in the
leaves of pepper seedlings irrespective of POB supplied before or after pathogen inoculation, suggesting
the alleviation of cell membrane damage. The anthracnose incidence and disease index reduced by
40􀆰 0% -46􀆰 7% and 13􀆰 3 - 16􀆰 7, respectively, which led to a relative control efficacy of 59􀆰 9% -
68􀆰 1% . In the simulation experiment, POB still promoted the growth of pepper seedlings and showed
high anthracnose control efficacy (55􀆰 4% ). In general, POB promoted the growth and controlled the
anthracnose of pepper seedlings.
Key words: Pythium oligandrum; pepper; growth; anthracnose
    辣椒炭疽菌 Colletotrichum capsici引起的辣椒炭
疽病,是一种发生普遍且危害严重的真菌病害,可造
成烂叶、烂果、植株死亡(杨青和易图永,2009)。 目
前,化学农药是防治该病的主要措施,但残留农药不
仅危害人体健康,还会污染环境,也易使炭疽病菌产
生抗药性(赵国芳,2010)。 在发达国家,利用化学
农药防治蔬菜病害正逐年减少,物理和生物防治日
益普及(张阳等,2013)。 而我国能替代化学农药防
治辣椒炭疽病的生物制剂不多(李华,2005),因此
开展辣椒炭疽病生物防治研究十分必要。
寡雄腐霉 Pythium oligandrum 属卵菌门腐霉科
腐霉属,能通过释放纤维素酶、蛋白酶、β⁃1,3⁃葡聚
糖酶等多种酶类破坏病原菌细胞壁 (王爱英等,
2007);分泌寡雄蛋白和小分子抗菌物质,可抑制多
种植物病原真菌的生长繁殖;寡雄蛋白和拟激发素
还能激发作物抗病防御反应和诱导抗病性(林钗,
2008;Gerbore et al. ,2014);并能合成生长活性物
质,促进植物生理代谢、养分吸收和生长发育(赵
建,2013a)。 目前,国内外主要利用寡雄腐霉卵孢
子制剂防治作物真菌病害,捷克生产的“多利维生”
寡雄腐霉卵孢子在全球使用面积最大、效果最好
(欧阳由男等,2007)。 目前,我国尚未攻克大规模
繁殖生产寡雄腐霉卵孢子的技术难题,加之进口价
格昂贵,限制了其推广应用。 此外,在应用寡雄腐霉
活体菌剂时,生防效果依赖于卵孢子萌发和菌丝生
长,常受温度、湿度、光照、降雨、土壤、施肥、耕作、化
学农药等多种自然或人为因素的影响,容易出现防
效迟缓、稳定性欠佳的现象 (朱双杰和高智谋,
2006)。
目前,利用寡雄腐霉优良菌株进行液体发酵可
方便、经济、大规模生产次生代谢产物,用于生物防
治时也可减少人为和环境因素的干扰,提高防治效
果。 我国尚无寡雄腐霉防治辣椒炭疽病的报道。 为
此,本试验利用自主分离的寡雄腐霉 Pythium oli⁃
gandrum CQ2010 菌株制备发酵液,并以“多利维生”
寡雄腐霉卵孢子制剂为对照,研究其对动物的急性
毒性,以及对辣椒生长的影响和炭疽病的防治作用,
旨在为研制高效、无毒、低成本的生物农药,促进辣
椒生长并有效防治辣椒炭疽病奠定基础。
1 材料与方法
1􀆰 1 材料
供试动物及辣椒:清洁级昆明小鼠饲养于重庆
市中药研究院实验动物研究所,以生长 5 ~ 6 周龄备
用;二金条辣椒品种购于重庆市北碚农业局种子公
司,种植于灰棕紫泥紫色土中,质地中壤,pH 6􀆰 9,肥
力中等,采自 0 ~ 20 cm 耕作层土壤,拣去杂物,晾
干,溴甲烷消毒备用。
供试菌种:辣椒炭疽病菌 Colletotrichum capsici由
西南大学植物保护学院提供;寡雄腐霉生防菌株 P.
oligandrum CQ2010为自主分离获得;“多利维生”寡
雄腐霉卵孢子由捷克生物制剂有限公司生产。
培养基:马铃薯葡萄糖琼脂培养基(potato dex⁃
trose agar medium,PDA):去皮土豆 200 g、葡萄糖 20
g、琼脂 15 g、水 1 000 mL。 Bonnet 液体培养基:
KH2PO4 0􀆰 6 g、KNO3 0􀆰 7 g、MgSO4·7H2O 0􀆰 25 g、
K2HPO4·3H2O 0􀆰 125 g、Ca(NO3) 2 0􀆰 3 g、天冬酰胺
1 g、葡萄糖 10 g、MnSO4·H2O 1􀆰 5 mg、ZnSO4·7H2O
4 mg、Na2MoO4·2H2O 0􀆰 1 mg、H3BO3 1 mg、泛酸钙 1
mg、FeNa⁃EDTA 8 mg、吡哆醇 1 mg、烟酸 1 mg、Cu⁃
SO4·5H2O 20 μg、CoCl2·6H2O 10 μg、KI 20 μg,定容
至1 000 mL,pH调至 6􀆰 0。
仪器:722E型可见分光光度,上海光谱仪器有
限公司;DHP⁃9272 型电热恒温培养箱,上海浦东荣
丰科学仪器有限公司。
1􀆰 2 方法
1􀆰 2􀆰 1 病原菌和寡雄腐霉孢子悬液及发酵液制备
病原菌孢子悬液制备:在 PDA平板 28℃下暗培
养辣椒炭疽病菌 7 ~ 10 d,无菌水洗涤孢子,配制成
1 × 104 CFU / mL 孢子悬液(林清等,2006);寡雄腐
霉卵孢子悬液 ( P. oligandrum spore suspension,
POS):取“多利维生”寡雄腐霉卵孢子菌剂,按使用
说明用 Bonnet液体培养基代替清水,配制成 1 × 106
CFU / mL卵孢子悬液;寡雄腐霉发酵液(P. oligan⁃
drum broth,POB)制备:在 Bonnet液体培养基接种寡
雄腐霉菌,于 25 ± 1℃、150 r / min下振荡暗培养 7 d,
0􀆰 45 μm 滤膜真空抽滤制备出 POB (赵建等,
2013b)。 该发酵液浓度为 1􀆰 14‰(以寡雄蛋白计
803 植  物  保  护  学  报 43 卷
算),平板预备试验中,对辣椒炭疽病菌菌丝生长和
孢子萌发的抑制率分别为 68􀆰 4%和 48􀆰 8% 。
1􀆰 2􀆰 2 POB对小鼠的急性毒性试验
在重庆市中药研究院动物研究所进行 POB 的
安全性评价研究,受试昆明小鼠饲养及试验遵循毒
理试验的标准程序。 在 22􀆰 7 ~ 26􀆰 3℃、12 h 明暗交
替、小鼠房间 8 次 / h 换气的受控环境中,供试小鼠
自由摄食标准饲料(石东霞等,2010)。 供试小鼠雌
雄各半,试验前称体重,在试验房间内适应 3 d。 然
后根据体重随机将小鼠 30 只分为 2 组,试验组 20
只(POB灌胃)和对照组 10 只(蒸馏水灌胃),给药
前禁食 2 h。 每处理剂量 60 mL / kg,给药容积每次
30 mL / kg,每日 2 次,间隔 6 h,连续 14 d。 每天笼旁
观察供试动物的外观体征、行为、饮食、对刺激的反
应、分泌物、排泄物等情况,并称体重。 试验结束后,
对所有动物进行解剖,观察动物组织器官的体积、颜
色、质地等。
1􀆰 2􀆰 3 POB对辣椒生长的影响
试验于 2014 年在西南大学温室中进行。 每盆
装土 1 kg,拌入 10 g 20⁃10⁃5 复合肥,播种 3 粒催芽
露白的辣椒种子,出苗 7 d 后保留 1 株均匀健壮的
幼苗,继续培养 5 d 备用。 POB 对辣椒生长的影响
共设 3 个处理:浇灌 Bonnet 液体培养基(CK)、浇灌
POS、浇灌 POB。 每盆浇灌 10 mL 液体,前后施用 2
次(间隔 7 d),每处理 20 株幼苗,重复 3 次,试验期
间常规管理。 20 d 后测量辣椒植株的株高及茎围;
选取最大展开叶,用丙酮提取⁃分光光度法测定叶绿
素含量,亚硝酸还原法测定硝酸还原酶( nitrate re⁃
ductase,NR)活性,并依次用愈创木酚法、高锰酸钾
滴定法和氮蓝四唑法测定过氧化物酶(peroxidase,
POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)和超氧化物歧化
酶(superoxide dismutase,SOD)活性。 然后,将辣椒
植株带土从盆中取出,用清水小心将根部冲洗干净,
选取新鲜须根,用 TTC 法测定根系活力(陈建勋和
王晓峰,2006)。 根部与地上部分开于 105℃杀青后
80 ± 2℃烘干,称量干重并计算壮苗指数,常规法分
析氮、磷、钾含量。 壮苗指数 = (茎粗 /株高 + 根干
重 /地上部干重) ×全株干重。
1􀆰 2􀆰 4 POB对辣椒炭疽病的防治效果
POB防治辣椒炭疽病的盆栽试验:设置叶面喷洒
无菌水(CK)、喷雾法接种辣椒炭疽病菌孢子悬液(接
种病菌)、喷洒 POB 24 h 后接种病菌(POB +接种病
菌)和接种病菌后喷洒 POB(接种病菌 + POB)共 4个
处理。 在接种病菌后,保湿 24 h以利病菌侵染(郭明
程等,2013)。 液体喷洒量以湿润叶片为度,每处理 20
株苗,重复 3 次,常规管理。 间隔 5 d 调查植株发病
率、病情指数和防治效果(毛爱军等,2004),并于试验
处理后第 10 天采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛含
量。 发病率 =染病株数 /调查总株数 × 100%,病情指
数 =∑(各级病株数 ×相应级数) /调查总株数 ×最
高级别值 ×100%,防治效果 = (对照病情指数 -处理
病情指数) /对照病情指数 ×100%。
POB防治辣椒炭疽病的模拟试验:采集常年发
病土壤混合均匀,置于 3 m × 5 m水泥池中,种植 30
株辣椒苗,成活 10 d 后设浇灌清水(CK)和 POB 共
2 个处理,每株浇灌 50 mL,前后 2 次施用,间隔 10 d
进行,重复 3 次,随机区组排列,常规管理。 间隔 5 d
调查植株发病率、病情指数和防治效果。
1􀆰 3 数据分析
数据采用 SPSS 18􀆰 0 软件进行统计分析,应用
最小显著差异法(LSD)进行差异显著性检验。
2 结果与分析
2􀆰 1 POB对小鼠的急性毒性
在 POB 灌胃给药后的第 1、2、3、7 和 14 天,试
验组与对照组小鼠体重增长无显著差异。 试验期
间,对照组的小鼠体重从 20􀆰 45 g 增至 23􀆰 38 g,试
验组的小鼠体重从 20􀆰 19 g 增至 25􀆰 08 g(表 1),且
外观和行为均无异常。 解剖后小鼠的心、肝、肾、肠
等组织器官未出现体积、颜色、质地等的改变。
2􀆰 2 POB对辣椒生长的影响
2􀆰 2􀆰 1 幼苗生长状况
在盆栽试验中,POB和 POS 均能促进辣椒幼苗
生长,且 POB的促生作用显著大于 POS(表 2)。 与
对照相比,前者的株高、生物量和壮苗指数分别增加
了 36􀆰 5% 、42􀆰 4%和 79􀆰 4% ;后者仅提高了 22􀆰 3% 、
22􀆰 2%和 46􀆰 0% 。 在模拟自然发病试验中,POB 使
辣椒株高、生物量和壮苗指数分别增加了 28􀆰 0% 、
27􀆰 8%和 18􀆰 6% 。
2􀆰 2􀆰 2 叶绿素含量、根系活力及酶活性
POS和 POB均能显著提高辣椒叶片叶绿素含
量和根系活力,但 2 个处理之间无显著差异(表 3)。
对照组的叶绿素含量为 1􀆰 65 mg / g,POS 和 POB 处
理组为 1􀆰 92、 2􀆰 23 mg / g; 根系活力则提高了
25􀆰 0% 、37􀆰 5% 。 此外,POS处理组中,POD、CAT 和
SOD的活性与对照差异不显著,NR 活性显著高于
对照。 而 POB处理组的 POD和 NR活性显著提高,
比对照分别增加了 11􀆰 7%和 17􀆰 4% 。
9032 期 耿明明等: 寡雄腐霉发酵液的动物毒性及对辣椒的促生防病效应
表 1 寡雄腐霉发酵液对供试小鼠体重的影响
Table 1 Influence of fermentation broth of Pythium oligandrum on the weight of test mice g
组别
Group
试验前
Pre⁃test
第 1 天
1st day
第 2 天
2nd day
第 3 天
3rd day
第 7 天
7th day
第 14 天
14th day
对照组(n = 10)
Control group
20􀆰 45 ± 1􀆰 34 a 22􀆰 58 ± 2􀆰 78 a 23􀆰 39 ± 3􀆰 82 a 24􀆰 45 ± 3􀆰 89 a 22􀆰 33 ± 3􀆰 32 a 23􀆰 38 ± 4􀆰 77 a
试验组(n = 20)
Test group
20􀆰 19 ± 1􀆰 31 a 21􀆰 90 ± 1􀆰 88 a 23􀆰 89 ± 2􀆰 21 a 25􀆰 21 ± 2􀆰 49 a 23􀆰 70 ± 2􀆰 01 a 25􀆰 08 ± 4􀆰 84 a
    表中数据为平均数 ±标准差。 同列不同字母表示经 LSD 法检验差异显著(P < 0􀆰 05)。 Data are mean ± SD. Different let⁃
ters in the same column indicate significant difference at P < 0􀆰 05 level by LSD test.
表 2 不同处理对辣椒幼苗株高、生物量和壮苗指数的影响
Table 2 Effects of different treatments on the height, biomass and sound seedling index of pepper seedlings
处理
Treatment
盆栽试验 Pot experiment 模拟试验 Simulation experiment
株高
Plant height
(cm)
生物量
Biomass
(g DW / plant)
壮苗指数
Seeding
index
株高
Plant
height (cm)
生物量
Biomass
(g DW / plant)
壮苗指数
Sound seedling
index
对照 CK 9􀆰 16 ± 0􀆰 62 c 0􀆰 99 ± 0􀆰 12 c 0􀆰 063 ± 0􀆰 01 c 15􀆰 02 ± 1􀆰 95 b 1􀆰 62 ± 0􀆰 60 b 0􀆰 129 ± 0􀆰 02 b
POS 11􀆰 20 ± 0􀆰 51 b 1􀆰 21 ± 0􀆰 06 b 0􀆰 092 ± 0􀆰 01 b — — —
POB 12􀆰 50 ± 0􀆰 53 a 1􀆰 41 ± 0􀆰 12 a 0􀆰 113 ± 0􀆰 01 a 19􀆰 22 ± 3􀆰 51 a 2􀆰 07 ± 0􀆰 51 a 0􀆰 153 ± 0􀆰 01 a
    POS: 寡雄腐霉卵孢子悬液; POB: 寡雄腐霉发酵液。 表中数据为平均数 ±标准差。 同列不同字母表示经 LSD法检验差
异显著(P < 0􀆰 05)。 POS: P. oligandrum spore suspension; POB: P. oligandrum broth. Data are mean ± SD. Different letters in the
same column indicate significant difference at P < 0􀆰 05 level by LSD test.
表 3 不同处理对辣椒叶片叶绿素含量、根系活力及酶活性的影响
Table 3 Effects of different treatments on the chlorophyll content, root activity and enzyme activities of pepper seedlings
处理
Treatment
叶绿素含量
Chlorophyll
content (mg / g)
根系活力
Root activity
(mg·g - 1·h - 1)
过氧化物酶
POD
(U·mg -1·min -1)
过氧化氢酶
CAT
(U / g FW)
超氧化物
歧化酶 SOD
(U / g)
硝酸还原酶
NR
(μg·g - 1·h - 1)
CK 1. 65 ± 0. 12 b 0. 16 ± 0. 02 b 8. 86 ± 0. 31 b 3. 99 ± 0. 29 a 122. 29 ± 7. 64 a 124. 94 ± 5. 99 b
POS 2. 23 ± 0. 18 a 0. 20 ± 0. 01 a 9. 62 ± 0. 51 ab 4. 17 ± 0. 24 a 121. 24 ± 11. 05 a 143. 27 ± 7. 01 a
POB 1. 92 ± 0. 11 ab 0. 22 ± 0. 01 a 9. 90 ± 0. 32 a 4. 06 ± 0. 17 a 113. 44 ± 11. 48 a 146. 72 ± 10. 29 a
    POS: 寡雄腐霉卵孢子悬液; POB: 寡雄腐霉发酵液。 表中数据为平均数 ±标准差。 同列不同字母表示经 LSD法检验差
异显著(P < 0􀆰 05)。 POS: P. oligandrum spore suspension; POB: P. oligandrum broth. Data are mean ± SD. Different letters in the
same column indicate significant difference at P < 0􀆰 05 level by LSD test.
2􀆰 2􀆰 3 植株养分吸收
施用 POS和 POB 后对辣椒植株磷含量无显著
影响,但是,POS 处理后显著提高了钾含量,POB 处
理后显著提高了氮和钾的含量(表 4)。 施用 POS
和 POB均能显著促进植株吸收养分,但是 POB 的
作用大于 POS,前者的氮、磷、钾吸收量分别比对照
提高了 69􀆰 6% 、55􀆰 0%和 91􀆰 3% ,而后者仅增加了
34􀆰 6% 、22􀆰 0%和 65􀆰 5% 。
表 4 不同处理对辣椒植株养分含量与吸收量的影响
Table 4 Effects of different treatments on the nutrient concentration and absorption of pepper seedlings
处理
Treatment
含量 Concentration (% ) 吸收量 Absorption (mg / plant)
N P K N P K
CK 1􀆰 78 ± 0􀆰 09 b 0􀆰 11 ± 0􀆰 02 a 2􀆰 71 ± 0􀆰 18 b 17􀆰 62 ± 0􀆰 22 c 1􀆰 09 ± 0􀆰 01 b 26􀆰 83 ± 0􀆰 18 b
POS 1􀆰 96 ± 0􀆰 06 ab 0􀆰 11 ± 0􀆰 01 a 3􀆰 67 ± 0􀆰 09 a 23􀆰 72 ± 0􀆰 08 b 1􀆰 33 ± 0􀆰 01 ab 44􀆰 41 ± 0􀆰 18 a
POB 2􀆰 12 ± 0􀆰 13 a 0􀆰 12 ± 0􀆰 01 a 3􀆰 64 ± 0􀆰 08 a 29􀆰 89 ± 0􀆰 05 a 1􀆰 69 ± 0􀆰 02 a 51􀆰 32 ± 0􀆰 17 a
    POS: 寡雄腐霉卵孢子悬液; POB: 寡雄腐霉发酵液。 表中数据为平均数 ±标准差。 同列不同字母表示经 LSD法检验差
异显著(P < 0􀆰 05)。 POS: P. oligandrum spore suspension; POB: P. oligandrum broth. Data are mean ± SD. Different letters in the
same column indicate significant difference at P < 0􀆰 05 level by LSD test.
013 植  物  保  护  学  报 43 卷
2􀆰 3 POB对辣椒炭疽病的防治效果
在接种炭疽病菌的处理中,辣椒炭疽病发病率
和病情指数高达 73􀆰 3%和 41􀆰 7。 施用 POB 可显著
降低发病率和病情指数,分别为 40􀆰 0% ~ 46􀆰 7%和
13􀆰 3 ~ 16􀆰 7,防治效果为 59􀆰 9% ~ 68􀆰 1% ,但在接
种病菌前或接种后施用 POB 二者间无显著差异。
此外,辣椒叶片丙二醛含量以接种炭疽病菌的处理最
高,达到 4􀆰 42 μmol / g;接种病菌 + POB和POB +接种
病菌的处理次之,为 3􀆰 60 ~3􀆰 87 μmol / g,二者无显著
差异;对照(不接病菌)最低,仅为 2􀆰 86 μmol / g(表
5)。 在自然发病的模拟试验中,辣椒植株发病率和病
情指数分别为 52􀆰 3%和 23􀆰 3;施用 POB之后,发病率
和病情指数下降至 35􀆰 6% 和 10􀆰 4,防治效果为
55􀆰 4%(表 5)。
表 5 寡雄腐霉发酵液对辣椒叶片丙二醛含量的影响及炭疽病的防治效果
Table 5 The malondialdehyde content and anthracnose control efficacy of pepper seedlings
by fermentation broth of Pythium oligandrum
处理
Treatment
丙二醛含量 (μmol / g)
Malondialdehyde content
发病率 (% )
Incidence
病情指数
Disease index
防治效果 (% )
Control efficacy
盆栽试验 Pot experiment
  对照 CK 2􀆰 86 ± 0􀆰 26 c 0􀆰 0 ± 0􀆰 0 c 0􀆰 0 ± 0􀆰 0 c —
  接种病菌 Pathogen inoculation 4􀆰 42 ± 0􀆰 35 a 73􀆰 3 ± 3􀆰 31 a 41􀆰 7 ± 2􀆰 31 a —
  寡雄腐霉发酵液 +接种病菌
  POB + pathogen inoculation
3􀆰 87 ± 0􀆰 11 b 40􀆰 0 ± 3􀆰 22 b 13􀆰 3 ± 2􀆰 06 b 68􀆰 1 a
  接种病菌 +寡雄腐霉发酵液
  Pathogen inoculation + POB
3􀆰 60 ± 0􀆰 13 b 46􀆰 7 ± 2􀆰 85 b 16􀆰 7 ± 3􀆰 42 b 59􀆰 9 a
模拟试验 Simulation experiment
  对照 CK — 52􀆰 3 ± 3􀆰 40 a 23􀆰 3 ± 4􀆰 31 a —
  寡雄腐霉发酵液 POB — 35􀆰 6 ± 4􀆰 31 b 10􀆰 4 ± 3􀆰 82 b 55􀆰 4
    表中数据为平均数 ±标准差。 同列数据后不同字母表示经 LSD法检验差异显著(P < 0􀆰 05)。 POB: P. oligandrum broth.
Data are mean ± SD. Different letters in the same column indicate significant difference at P < 0􀆰 05 level by LSD test.
3 讨论
在动物急性毒性试验中,小鼠 1 日内灌胃给予
POB 60 mL / kg,达到该动物的最大给药量,连续给
药 14 d 后发现 POB 对小鼠的外观、行为、体重均无
显著影响,其心、肝、肾、肠等脏器等的体积、颜色、质
地等也未出现改变。 因此,POB 属于无毒物质,对
动物安全无害,这与欧阳由男等(2007)的研究结果
一致。
本研究中,施用 POS和 POB可促进辣椒幼苗生
长,株高、根长和生物量均显著增加;与寡雄腐霉卵
孢子活菌剂对番茄、烤烟和黄瓜等作物生长的影响
类似 (王爱英等, 2007;赵建等, 2013a;孙海等,
2014)。 寡雄腐霉能分泌生长素、细胞分裂素和腺
嘌呤等生长活性物质(Benhamou et al. ,2012),这可
能是 POB促进辣椒幼苗生长的重要原因之一。 值
得注意的是,POB的促生效应显著优于 POS,由此证
实了微生物次级代谢产物的促生效果优于活菌剂,
且不易受到环境因素影响的观点(文娅等,2011)。
此外,施用 POB之后,辣椒幼苗叶绿素含量提高,硝
酸还原酶和根系活力增强,有益于光合作用;而氮素
同化和养分吸收可视为 POB 促进辣椒生长的生理
生化基础(刘丽等,2004;王洋等,2012)。
本研究在模拟和自然发病试验中,POB 均显著
降低了辣椒炭疽病的发病率,病情减轻。 在迄今发
现的 120 多种腐霉中,绝大多数是植物病原菌,导致
多种植物发生猝倒、茎腐、根腐和果腐等真菌病害
(Takenaka et al. ,2003)。 但是,寡雄腐霉不仅对植
物无致病作用,而且还能抑制其它致病腐霉和多种
病原真菌的生长(楼兵干和张炳欣,2005)。 研究表
明,低等真菌的细胞壁成分以纤维素为主,酵母菌细
胞壁含有大量的葡聚糖,而高等真菌则多为几丁质
(李然等,2008)。 寡雄腐霉能分泌纤维素酶、β⁃1,3⁃
葡聚糖酶和几丁质酶等多种酶类,水解真菌细胞壁
成分,抑制其生长繁殖(胡小倩等,2009;王爱英,
2010)。 此外,寡雄腐霉还能产生多种抗菌物质,破
坏病原菌细胞膜,使原生质发生渗漏,细胞死亡
(Gerbore et al. ,2014)。
本研究中,接种炭疽菌之后,辣椒叶片中丙二醛
含量增加,但 POB可降低其增幅,说明 POB 有效地
减轻了炭疽病菌的危害,保护了细胞膜的完整性。
Takenaka et al. (2003)还发现,寡雄腐霉分泌的寡雄
1132 期 耿明明等: 寡雄腐霉发酵液的动物毒性及对辣椒的促生防病效应
蛋白、蟹壳素及某些未知的小分子物质,不但可以抑
制病原真菌的生长繁殖,还能激活植物的免疫系统,
提高植物自身免疫力,构建了“外在”和“内在”2 个
防御屏障,从而保证植物免受病原真菌的侵害。 生
防菌诱导植物产生系统抗病性(induced systemic re⁃
sistance,ISR),类似病原菌引起的系统获得抗性
(systemic acquired resistance,SAR),但前者在寄主
植物上不发生过敏性坏死反应,不出现可见症状
(刘晓光等,2007;Gerbore et al. ,2014)。 ISR和 SAR
的作用机制主要是促进组织木质化,增强细胞机械
屏障和产生植保素等,涉及到多种氧化酶和过氧化
物酶等催化的生物化学反应(齐爱勇等,2011)。 其
中,POD参与木栓素形成、细胞壁交联、抗菌素合成
等过程(孟艳艳等,2011)。 在本试验中,POB 可提
高辣椒叶片中的 POD 活性,说明 POB 能诱导抗病
反应,促进合成抗病物质,构成保护性屏障,防止病
原菌入侵,提高植物抗病能力。 其中,寡雄腐霉分泌
的寡雄蛋白、蟹壳素、葡聚糖、未知的某些小分子物
质可能起主要作用(Takenaka et al. ,2003)。
参 考 文 献 (References)
Benhamou N, le Floch G, Vallance J, Gerbore J, Grizard D, Rey
P. 2012. Pythium oligandrum: an example of opportunistic
success. Microbiology, 158(11): 2679 - 2694
Chen JX, Wang XF. 2006. Experimental guide of plant physiology
(2nd edition). Guangzhou: South China University of Technol⁃
ogy Press (in Chinese) [陈建勋, 王晓峰. 2006. 植物生理
学实验指导(第 2版). 广州: 华南理工大学出版社]
Gerbore J, Benhamou N, Vallance J, le Floch G, Grizard D, Reg⁃
nault⁃Roger C, Rey P. 2014. Biological control of plant patho⁃
gens: advantages and limitations seen through the case study of
Pythium oligandrum. Environmental Science and Pollution Re⁃
search, 21(7): 4847 - 4860
Guo MC, Li BT, Tang LM, Li XH, Liang TJ. 2013. Inhibition of
the extracts from Justicia procumbens against Colletotrichum
gloeosporioides and its efficacy at the seedling stage. Plant Pro⁃
tection, 39(4): 119 - 123 ( in Chinese) [郭明程, 李保同,
汤丽梅, 李晓花, 梁同军. 2013. 爵床提取物对辣椒炭疽病
菌的抑制作用及其苗期防效. 植物保护, 39 (4): 119 -
123]
Hu XQ, Lou BG, Wu L, Chen Q, Lin C, Xu FX. 2009. Inhibitory
mechanisms of Pythium oligandrum on Ajuga multiflora. Journal
of Plant Protection, 36(1): 89 - 90 ( in Chinese) [胡小倩,
楼兵干, 吴玲, 陈乾, 林钗, 许凤仙. 2009. 寡雄腐霉对多
喙茎点霉的抑制作用及其机制. 植物保护学报, 36
(1): 89 - 90]
Li H. 2005. Studies on the biological control of Bacillus licheniformis
BY⁃3 to Botrytis cinerea and Colletotrichum coccodes. Master
Thesis. Ya’ an: Sichuan Agricultural University ( in Chinese)
[李华. 2005. 地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)对番茄
灰霉病和辣椒炭疽病生物防治的研究. 硕士学位论文. 雅
安: 四川农业大学]
Li R, Xing JS, Han LY, Zhu XP, Zhao L. 2008. Screening of ex⁃
tracellular protease mutants of Bacillus subtilis and their antago⁃
nistic function. Chinese Journal of Applied and Environment Bi⁃
ology, 14(2): 231 - 234 (in Chinese) [李然, 邢介帅, 韩立
英, 竺晓平, 赵蕾. 2008. 枯草芽孢杆菌胞外蛋白酶突变株
的筛选及其拮抗 作 用. 应 用 与 环 境 生 物 学 报, 14
(2): 231 - 234]
Lin C. 2008. Antagonism of Pythium oligandrum and induce resist⁃
ance of oligandrin to pathogens. Master Thesis. Hangzhou:
Zhejiang University (in Chinese) [林钗. 2008. 寡雄腐霉的
拮抗作用及寡雄蛋白的诱导抗性研究. 硕士学位论文. 杭
州: 浙江大学]
Lin Q, Lü ZH, Huang RZ, Huang QZ, Shi SR, Lei L. 2006. Study
on screening method for resistance to pepper anthracnose.
Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 19 ( 6 ):
1071 - 1073 (in Chinese) [林清, 吕中华, 黄任中, 黄启中,
史思茹, 雷蕾. 2006. 辣椒炭疽病抗性鉴定方法研究. 西南
农业学报, 19(6): 1071 - 1073]
Liu L, Gan ZJ, Wang XZ. 2004. Advances of studies on the regula⁃
tion of nitrate metabolism of plants at nitrate reductase level.
Acta Botanica Boreali⁃Occidentlia Sinica, 24(7): 1355 - 1361
(in Chinese) [刘丽, 甘志军,王宪泽. 2004. 植物氮代谢硝
酸还原酶水平调控机制的研究进展. 西北植物学报, 24
(7): 1355 - 1361]
Liu XG, Gao KX, Kang ZS, He BL. 2007. Systemic resistance in⁃
duced by biocontrol agents in plants and its biochemical and cy⁃
tological mechanisms. Chinese Journal of Applied Ecology, 18
(8): 1861 - 1868 (in Chinese) [刘晓光, 高克祥, 康振生,
何邦令. 2007. 生防菌诱导植物系统抗性及其生化和细胞
学机制. 应用生态学报, 18(8): 1861 - 1868]
Lou BG, Zhang BX. 2005. Biocontrol and induction of defense re⁃
sponses by the non⁃pathogenic Pythium spp. Journal of Plant
Protection, 32(1): 93 - 96 (in Chinese) [楼兵干, 张炳欣.
2005. 无致病性腐霉的生防作用和诱导防卫反应. 植物保
护学报, 32(1): 93 - 96]
Mao AJ, Hu Q, Geng SS. 2004. Studies on the inoculation tech⁃
nique for resistant varieties of pepper to anthracnose and the ap⁃
plication. Acta Agriculturae Boreali⁃Sinica, 19 (2): 91 - 95
(in Chinese) [毛爱军, 胡洽,耿三省. 2004. 辣椒炭疽病抗
病性鉴定技术及利用. 华北农学报, 19(2): 91 - 95]
Meng YY, Fan SL, Song MZ, Pang CY, Yu SX. 2011. Advance in
research on Class Ⅲ peroxidases and its function in plants. Ac⁃
ta Botanica Boreali⁃Occidentalia Sinica, 31(9): 1908 - 1916
(in Chinese) [孟艳艳, 范术丽, 宋美珍, 庞朝友, 喻树迅.
2011. ClassⅢ过氧化物酶在植物中的作用及其研究进展.
213 植  物  保  护  学  报 43 卷
西北植物学报, 31(9): 1908 - 1916]
Ouyang YN, Xia LX, Zhu LF, Yu SM, Jin QY. 2007. Effect of
Pythium oligandrum preparation “Polyversum” on growth pro⁃
motion, yield and disease prevention of rice. China Rice, (6):
48 - 51 (in Chinese) [欧阳由男, 夏陆欣,朱练峰, 禹盛苗,
金千瑜. 2007. 寡雄腐霉制剂“多利维生”对水稻的促长与
防病增产效果. 中国稻米, (6): 48 - 51]
Qi AY, Zhao XS, Liu DQ. 2011. Research of biological control in
plant diseases by Bacillus spp. Chinese Agricultural Science
Bulletin, 27(12): 277 - 280 ( in Chinese) [齐爱勇, 赵绪
生, 刘大群. 2011. 芽孢杆菌生物防治植物病害研究现状.
中国农学通报, 27(12): 277 - 280]
Shi DX, Yang F, Yin ZQ, Xu J, Lu Y, Zhang YQ, Chen J. 2010.
Studies on the acute and accumulative toxicity of neem oil in
mice. Chinese Veterinary Science, 40(3): 317 - 320 (in Chi⁃
nese) [石东霞,杨帆,殷中琼,徐娇,卢杨,张玉群,陈娇.
2010. 印楝油对小鼠的急性毒性试验和蓄积毒性研究. 中
国兽医科学, 40(3): 317 - 320]
Sun H, Wang XQ, Li YL, Hu B, Zheng JQ. 2014. Evaluation of
application time for Pythium oligandrum against cucumber
downy mildew in greenhouse. Current Biotechnology, 4 (1):
63 - 65 (in Chinese) [孙海, 王晓青, 李云龙, 胡彬, 郑建
秋. 2014. 寡雄腐霉施用时期对设施黄瓜霜霉病的防治试
验. 生物技术进展, 4(1): 63 - 65]
Takenaka S, Nishio Z, NakamuraY. 2003. Induction of defense re⁃
actions in sugar beet and wheat by treatment with cell wall pro⁃
tein fractions from the mycoparasite Pythium oligandrum. Phy⁃
topathology, 93(10): 1228 - 1232
Wang AY. 2010. The induced resistance of tomato to disease by
Pythium oligandrum strain RCU1 and oligandrin. Ph. D Thesis.
Hangzhou: Zhejiang University ( in Chinese) [王爱英. 2010.
寡雄腐霉 RCU1 菌株及寡雄蛋白诱导番茄抗病性的研究.
博士学位论文. 杭州: 浙江大学]
Wang AY, Lou BG, Xu T. 2007. Inhibitory effect of the secretion of
Pythium oligandrum on plant pathogenic fungi and the control
effect against tomato gray mould. Journal of Plant Protection,
34(1): 57 - 60 ( in Chinese) [王爱英, 楼兵干, 徐同.
2007. 寡雄腐霉分泌物对植物病原真菌的抑制作用及其对
番茄灰霉病的防治效果. 植物保护学报, 34(1): 57 - 60]
Wang Y, Qi XN, Bai HZ. 2012. Advance in ecological environment
effect on photosynthesis and solar radiation utilization in crops.
Soil and Crop, 1(3): 129 - 134 ( in Chinese) [王洋, 齐晓
宁, 柏会子. 2012. 生态环境对作物光合作用和光能利用影
响的研究进展. 土壤与作物, 1(3): 129 - 134]
Wen Y, Zhao GZ, Zhou CB, Cao AX. 2011. Research progress of
microbial agents in ecological engineering. Acta Ecologica Sini⁃
ca, 31(20): 6287 - 6294 ( in Chinese) [文娅, 赵国柱, 周
传斌, 曹爱欣. 2011. 生态工程领域微生物菌剂研究进展.
生态学报, 31(20): 6287 - 6294]
Yang Q, Yi TY. 2009. Research progress in chilli anthracnose and
its control. Acta Agriculturae Jiangxi, 21(7): 107 - 109 ( in
Chinese) [杨青, 易图永. 2009. 辣椒炭疽病及其防治研究
进展. 江西农业学报, 21(7): 107 - 109]
Zhang Y, Liu CX, Wang XJ, Xiang WS. 2013. Application of mi⁃
crobial metabolites in the biocontrol of plant diseases. World
Pesticides, 35(3): 34 - 40 (in Chinese) [张阳, 刘重喜, 王
相晶, 向文胜. 2013. 微生物代谢产物在植物病害防治中的
应用. 世界农药, 35(3): 34 - 40]
Zhao GF. 2010. Effects of chemical pesticides on environment and
research progress of new pesticides. Journal of Hebei Agricul⁃
tural Sciences, 14(8): 56 - 57, 98 ( in Chinese) [赵国芳.
2010. 化学农药对环境的影响及其新型农药的研究进展.
河北农业科学, 14(8): 56 - 57, 98]
Zhao J, Wu YK, Yuan L, Du RW, Yang YH, Huang JG. 2013a.
Effects of fermentation broth of Pythium oligandrum on the
growth and black shank control of flue⁃cured tobacco. Journal of
Plant Protection, 40(1): 68 - 72 ( in Chinese) [赵建, 吴叶
宽, 袁玲, 杜如万, 杨宇虹, 黄建国. 2013a. 寡雄腐霉发酵
液对烤烟生长的影响及对烟草黑胫病的防治作用. 植物保
护学报, 40(1): 68 - 72]
Zhao J, Yuan L, Huang JG. 2013b. Fermentation parameter optimi⁃
zation of Pythium oligandrum and biocontrol effect of the fer⁃
mentation broth. Scientia Agricultura Sinica, 46(2): 292 - 299
(in Chinese) [赵建, 袁玲, 黄建国. 2013b. 寡雄腐霉发酵
参数优化及发酵液的生防效应. 中国农业科学, 46(2):
292 - 299]
Zhu SJ, Gao ZM. 2006. Advancement on the Trichoderma promotion
to plant growth and its mechanism. Journal of Fungal Research,
4(3): 107 - 111 (in Chinese) [朱双杰, 高智谋. 2006. 木
霉对植物的促生作用及其机制. 菌物研究, 4(3): 107 -
111]
(责任编辑:李美娟)
3132 期 耿明明等: 寡雄腐霉发酵液的动物毒性及对辣椒的促生防病效应