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Effects of disease control and growth promotion of Polygonum viviparum endophytic bacteria Bacillus mojavensis on potato

珠芽蓼内生菌ZA1对马铃薯的防病促生研究



全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2014233 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
畅涛,杨成德,薛莉,杨小利,冯中红,郝蓉蓉,张振粉,陈秀蓉.珠芽蓼内生菌ZA1对马铃薯的防病促生研究.草业学报,2015,24(12):8391.
CHANGTao,YANGChengDe,XUELi,YANGXiaoLi,FENGZhongHong,HAORongRong,ZHANGZhenFen,CHENXiuRong.Effects
ofdiseasecontrolandgrowthpromotionof犘狅犾狔犵狅狀狌犿狏犻狏犻狆犪狉狌犿endophyticbacteria犅犪犮犻犾犾狌狊犿狅犼犪狏犲狀狊犻狊onpotato.ActaPrataculturaeSinica,
2015,24(12):8391.
珠芽蓼内生菌犣犃1对马铃薯的防病促生研究
畅涛,杨成德,薛莉,杨小利,冯中红,郝蓉蓉,张振粉,陈秀蓉
(草业生态系统教育部重点实验室,甘肃农业大学草业学院,甘肃省草业工程实验室,
中-美草地畜牧业可持续发展研究中心,甘肃 兰州730070)
摘要:利用常规方法对莫海威芽孢杆菌ZA1分泌吲哚乙酸(IAA)、固氮、溶磷和产抑菌酶等能力进行定性测定,并
在室内和大田条件下对其防治马铃薯病害及促生作用进行了研究。ZA1在含和不含色氨酸的King培养基中分泌
IAA分别为12.17和9.75mg/L,具有固氮能力并能分泌胞外蛋白酶,但无溶磷能力,且不能产生几丁质酶和葡聚
糖酶;10倍液喷雾对贮藏期马铃薯坏疽病的防效达85.9%;20倍液拌种对田间马铃薯晚疫病防效为26.56%,但
马铃薯商品薯增产率达36.29%,每hm2 增产率达33.88%。采用10倍稀释液对马铃薯块茎拌种后盆栽55d,根、
茎及叶绿素含量均高于对照,其中经10倍ZA1处理后,根长与干、鲜重分别增加8cm、0.75g和5.07g,株高、茎
粗及茎干、鲜重分别增加2.74cm、0.27cm、0.52g和5.73g,干湿根冠比分别增加0.214和0.094,叶绿素含量增
加0.54mg/g;且可诱导马铃薯植株内的过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢
酶(CAT)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)酶活性增加。本研究明确了菌株ZA1对马铃薯的防病促生作用及对其防御酶
的诱导,为ZA1开发成为微生物农药及菌肥提供理论依据。
关键词:莫海威芽孢杆菌;马铃薯;防病促生;防御酶  
犈犳犳犲犮狋狊狅犳犱犻狊犲犪狊犲犮狅狀狋狉狅犾犪狀犱犵狉狅狑狋犺狆狉狅犿狅狋犻狅狀狅犳犘狅犾狔犵狅狀狌犿狏犻狏犻狆犪狉狌犿犲狀犱狅狆犺狔狋犻犮
犫犪犮狋犲狉犻犪犅犪犮犻犾犾狌狊犿狅犼犪狏犲狀狊犻狊狅狀狆狅狋犪狋狅
CHANG Tao,YANG ChengDe,XUE Li,YANG XiaoLi,FENG ZhongHong,HAO RongRong,
ZHANGZhenFen,CHENXiuRong
犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犌狉犪狊狊犾犪狀犱犈犮狅狊狔狊狋犲犿,犌犪狀狊狌犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犕犻狀犻狊狋狉狔狅犳犈犱狌犮犪狋犻狅狀,犆狅犾犾犲犵犲狅犳犘狉犪狋犪犮狌犾狋狌狉犪犾犛犮犻
犲狀犮犲,犌犪狀狊狌 犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾 犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犘狉犪狋犪犮狌犾狋狌狉犪犾犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵 犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔 狅犳 犌犪狀狊狌 犘狉狅狏犻狀犮犲,犛犻狀狅犝.犛.犆犲狀狋犲狉犳狅狉
犌狉犪狕犻狀犵犾犪狀犱犈犮狅狊狔狊狋犲犿犛狌狊狋犪犻狀犪犫犻犾犻狋狔,犔犪狀狕犺狅狌730070,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Thisresearchwastostudytheeffectsofdiseaseprevention,growthpromotionanddefenseenzymes
inductionof犅犪犮犻犾犾狌狊犿狅犼犪狏犲狀狊犻狊ZA1onpotato,andprovideatheoreticalbasisformicrobialfungicideandfer
tilizeruse.TheabilitiesofIAAsecretion,nitrogenfixation,phosphatesolubilizationandinhibitionenzyme
productionofZA1havebeenresearchedqualitativelybygeneralmethods.Theeffectsofcontrolingdiseaseand
growthpromotionofZA1onpotatoeswerestudiedundertheconditionofindoorsandfields.Theconcentration
ofIAAsecretedbyZA1intheKingmediumwithandwithouttryptophanwere12.17and9.75mg/L.ZA1
possessedthecapacityofnitrogenfixationandextracelularproteases,chitinaseandglucanaseproduction,but
第24卷 第12期
Vol.24,No.12
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
2015年12月
Dec,2015
收稿日期:20140509;改回日期:20140815
基金项目:国家自然科学基金(No.31160122)和盛彤笙基金(GASUSTS1418)资助。
作者简介:畅涛(1986),男,甘肃白银人,在读硕士。Email:changt1986@126.com
通信作者Correspondingauthor.Email:yangcd@gsau.edu.cn
withouttheabilityofphosphatesolubilization.ThecontrolefficiencyofZA1was85.9%byspraying10times
dilutingfermentationbrothonpotatotubesinstorageperiodagainstpotatogangrene,andwas26.56%byseed
dressingfermentationbrothwithdilutingfor20timesonpotatotubesunderfieldconditionagainstpotatolate
blight.Infieldcondition,theproductionratiosofcommoditypotatowereincreasedby36.29%and33.88%
perhectare,respectively.Potexperimentswiththeseeddressingpotatoesshowedthatthecontentofroots,
stemsandchlorophylwerehigherthanthecontrolgroup.AftertreatmentbyZA120timesfermentationbroth
onpotatotubes,thelengthoftherootandwetanddryweightwereincreasedby8cm,0.75gand5.07g,re
spectively.Inthesametime,theplantheight,stemdiameter,stemwetanddryweightandthecontentof
chlorophylwereincreasedby2.74cm,0.27cm,0.52g,5.73gand0.54mg/g,respectively.Therootshoot
ratiosofwetanddryweightwereincreasedby0.214and0.094,respectively.Whensprayingdilutingfermen
tationbrothofZA1onpotatoleaves,theresultsindicatedthattheactivityofcatalase(CAT),polyphenoloxi
dase(PPO),phenylalanineammonialyase(PAL),SODandPODofpotatoeswereincreased.ZA1possessed
thebiologicalfunctionofdiseasepreventionandgrowthpromotionunderindoorandfieldconditionsobviously,
whichshowedthatZA1hadthepotentialtobecomemicrobialfungicideandfertilizer.
犓犲狔狑狅狉犱狊:犅犪犮犻犾犾狌狊犿狅犼犪狏犲狀狊犻狊;potatoes;diseasecontrolandgrowthpromotion;defenseenzymes
马铃薯(犛狅犾犪狀狀犿狋狌犫犲狉狅狊狌犿)在全国种植面积较广,是农民重要的经济支柱。据调查,近年来,马铃薯贮藏期
病害发生严重,其中以马铃薯坏疽病菌(犘犺狅犿犪犳狅狏犲犪狋犪)引起的进境检疫病害马铃薯坏疽病最为严重,严重影响
马铃薯的品质,加之马铃薯苗期晚疫病(犘犺狔狋狅狆犺狋犺狅狉犪犻狀犳犲狊狋犪狀狊)发病率较高,导致马铃薯的商品薯率下降,带来
严重的经济损失。贮藏库中,由于不便多次施用化学农药进行防治,而生物防治可以1次施用,菌株定殖后较长
时间有效,因此成为马铃薯贮藏期病害防治的更佳途径。目前,植物内生菌[1]作为生防菌的来源之一,已成为研
究热点。目前,有关从植物体内分离得到可以抑制植物病原菌的内生菌[29]的文献较多,且分离得到的部分内生
菌凭借其生物学功能可以使植物得到更多的养分补充[1013],从而达到对植物的促生作用。对生防菌抑菌机制的
研究更是得到众多学者的青睐,刘雪等[14]认为,生防菌之所以能够抑制病原菌,是因为其能够产生胞外分泌型抑
菌物质;与此同时,邢介帅等[15]从生防菌T2中分离纯化得到了具有抑菌作用的胞外蛋白酶,经过进一步的研究
发现,生防菌还可以分泌小分子量的抗菌肽[16]和大分子量的抑菌蛋白[17]等胞外分泌型物质;也有学者从植物诱
导抗病性入手研究生防菌的防病机制,如孙建波等[18]、杨海莲等[19]通过试验证明生防菌可诱导植物的防御酶,
使其活性增加,从而达到抵抗病原菌侵染的目的。本课题组从东祁连山高寒草地珠芽蓼(犘狅犾狔犵狅狀狌犿狏犻狏犻狆犪
狉狌犿)内生细菌中筛选得到的莫海威芽孢杆菌(犅犪犮犻犾犾狌狊犿狅犼犪狏犲狀狊犻狊)ZA1对马铃薯坏疽病菌具有明显的抑制作
用,且该菌株对马铃薯贮藏期的多种病害具有较好的抑制作用[20],虽然莫海威芽孢杆菌ZA1对犘.犳狅狏犲犪狋犪的室
内抑制效果明显,但其对马铃薯在贮藏期及田间的防病促生是否明显有待于研究,其防病促生的机制也有待于明
确,加之马铃薯坏疽病是我国检疫性病害,有关其生物防治国内除本项目组外未见报道,对该病害的生物防治研
究具有一定的意义。因此,明确菌株ZA1的生物学功能及其在贮藏期和田间的防病促生作用,为ZA1开发成为
微生物菌肥及农药提供理论依据,以便为马铃薯生长期促生及贮藏期病害防治提供新的途径和理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试菌株  供试拮抗菌:莫海威芽孢杆菌(犅犪犮犻犾犾狌狊犿狅犼犪狏犲狀狊犻狊)ZA1,为珠芽蓼内生细菌;供试病原
菌:马铃薯坏疽病菌,均由甘肃农业大学植物病理实验室提供。
1.1.2 供试农药及马铃薯品种  供试农药:75%肟菌·戊唑醇(75% Oximebacteria·tebuconazole,水分散
剂,德国拜耳集团);25%嘧菌酯(25% Azoxystrobin,悬浮剂,英国先正达有限公司);供试品种:新大坪,陇薯3
号。
1.1.3 供试培养基  牛肉胨培养基、牛肉胨培养液、马铃薯葡萄糖琼胶培养基、无机磷培养基(PKO)、阿须贝
48 草 业 学 报 第24卷
培养基、几丁质培养基、葡聚糖培养基和蛋白酶培养基[15,2123]。
1.2 ZA1产IAA、溶磷和固氮能力测定
1.2.1 产IAA的定性及定量测定  采用Salkowski比色法对ZA1进行产IAA能力测定,3个重复均变红为
阳性,表示能分泌IAA,不变色为阴性,表示不分泌IAA。制作纯3IAA标准曲线,配制2组浓度依次为2.5,
5.0,7.5,10.0,12.5,15.0,17.5mg/L和25,50,75,100,125,150,175mg/L的标液,分别取4mL,在1组中加
入PC比色液4mL,另1组中加入S2比色液4mL,黑暗静置30min,取出后测其OD530值,制作纯3IAA标准曲
线。将培养12d的ZA1的菌悬浮液和空白对照离心10min,转速为10000r/min,取上清液4mL分别加入等量
比色液,黑暗静置30min后测OD530值,以加了比色液的空白为对照。用相应的标准曲线计算菌株分泌IAA的
量。
1.2.2 溶磷能力的定性测定  将ZA1点接于PKO(或蒙金娜)平板培养基上,置于28℃恒温培养箱培养5d
后,观察菌株在培养基平板上形成的溶磷圈,有溶磷圈的记为阳性。
1.2.3 固氮能力的定性测定  将ZA1点接于阿须贝培养基上,同时将200μLZA1菌悬液接入阿须贝液体培
养基中,重复3次,以无菌水接种做对照,28℃培养,在第3,5,7天目测其生长状况,在阿须贝培养基上明显生长
者和能使液体培养基变浑浊的记为阳性,继代培养3代仍为阳性,则认为具有固氮能力。
1.3 抑菌酶类的定性测定
ZA1分别点接于各培养基,在几丁质培养基30℃下培养3~5d,葡聚糖培养基28℃下培养7d,蛋白酶培养
基37℃下培养5d,若菌落周围出现透明圈,则定性认为ZA1具有分泌这些酶的能力。
1.4 室内贮藏期药效试验
活化马铃薯坏疽病菌后制成浓度约1×106 孢子悬液待用。选大小均匀且无病的新大坪薯块200个,用昆虫
针在块茎上造表面为1cm2、深度为0.2cm的伤口,后将悬浮液均匀喷在薯块表面,100%保湿48h。设置处理
拮抗菌发酵液稀释10,20,30倍,以75%肟菌·戊唑醇4000倍液和25%嘧菌酯1800倍液药剂对照,以清水为空
白对照。将处理液均匀喷在薯块表面。15℃下黑暗处理,待其发病后,对发病情况进行分级,计算病情指数并测
定ZA1的防治效果。
病情指数=[∑(各级病斑数×对应级数)/(总调查数×最高级数)]×100
防效(%)=[(对照病情指数-处理病情指数)/对照病情指数]×100
分级标准:0级,不发病;1级,病斑边缘无扩展,腐烂深度0.1~0.2cm;3级,病斑边缘无扩展,腐烂深度
0.2~0.5cm;5级,病斑边缘有扩展,腐烂深度0.5cm以内;7级,病斑边缘有扩展,腐烂深度0.5~1.0cm;9级,
病斑边缘有扩展,腐烂深度1cm以上。
1.5 盆栽促生能力测定
活化ZA124h后,将其发酵液(3.8×108CFU/mL)稀释10,20,30倍,取未发芽的马铃薯切块进行拌种,种
植于花盆中,并按土壤质量(g)与发酵液体积(mL)比为35∶1进行灌根。温室下管理55d后,测定马铃薯根长
与株高、干湿重、茎直径及叶绿素a、b含量,并计算根冠比。
1.6 田间防病促生测定
本试验于甘肃定西市岷县麻子川乡完成,试验地共设9个小区,四周无保护行,每小区20m2。将ZA1发酵
液稀释20倍后与新大坪进行拌种,25%嘧菌酯1800倍液药剂对照,清水为空白对照。于2013年4月15日播
种,8月29日进行病害调查并测产。每小区按“Z”字型五点取样,每点调查2株,每株取上中下共20片叶,对地
上部晚疫病进行分级并计算病情指数和防效。测产时,每小区选中心5m2,测其产量,并根据大小情况对其分
类,得出商品薯和每hm2 的增产率。
晚疫病分级标准:0级,无病斑;1级,病斑面积占整片叶面积的5%以下;3级,病斑面积占整片叶面积的
6%~10%。5级,病斑面积占整片叶面积的11%~20%;7级,病斑面积占整片叶面积的21%~50%;9级,病斑
面积占整片叶面积的50%以上。
58第12期 畅涛 等:珠芽蓼内生菌ZA1对马铃薯的防病促生研究
1.7 ZA1对马铃薯植株体内几种酶活性的影响
1.7.1 接种与取样方法  活化ZA124h后,将其发酵液(CFU=3.8×108)稀释20倍,采用喷雾法分别将发
酵液均匀喷于生长60d后的马铃薯盆栽苗子上。每隔6h在植株上、中、下分别取2片叶子,于-20℃保存。
1.7.2 粗酶提取  将处理叶片剪碎,放入预冷研钵中,加入3.0mL硼酸缓冲液(0.1mol/LpH8.8内含
0.2%PVP1mmol/LEDTANa2)冰浴条件下研磨成匀浆,转入2.0mL离心管,l0000r/min、4℃离心20min,
上清液即为所需的酶粗提取液,于-20℃保存。
1.7.3 酶活测定  参考文献[24]的方法对马铃薯的过氧化物酶(peroxidase,POD)、多酚氧化酶(polyphenol
oxidase,PPO)、超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)和苯丙氨酸解氨酶
(phenylalanineammonialyase,PAL)进行酶活测定,以各酶的相对活性(处理酶活减去对照酶活)衡量ZA1对马
铃薯的诱导抗性。
1.7.4 可溶性蛋白含量测定  采用考马斯亮蓝G250法,用牛血清蛋白配制成0~1000μg/L标准溶液,595
nm 比色制作标准曲线,吸取各样品提取液0.1mL,加入考马斯亮蓝5mL,振荡器充分混匀、放置2min后在
595nm下比色,记录吸光值,通过标准曲线计算各样品蛋白质的含量。
1.8 统计分析
采用Excel软件处理数据,并使用SPSS16.0软件的新复极差法(Duncan)进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 ZA1产IAA、溶磷和固氮能力测定
2.1.1 IAA的定性测定  结果表明,含100mg/L色氨酸的培养液在比色反应中呈红色,与对照差异显著(图
1),说明在King培养基中加入100mg/L的色氨酸能够促进ZA1合成IAA。
2.1.2 IAA的定量测定  结果表明,不含色氨酸的King培养液中分泌IAA的浓度为9.75mg/L;含100
mg/L色氨酸的King培养液中分泌IAA的浓度为12.17mg/L,后者IAA的合成量是前者的1.25倍,说明色氨
酸的存在能较明显地增加ZA1合成IAA的量,即外源色氨酸可以作为ZA1合成IAA的前体物质。
2.1.3 溶磷能力的定性测定  结果表明,ZA1在PKO无机磷培养基和蒙金娜培养基上(有机磷培养基)分别
培养没有溶磷圈出现,说明ZA1没有溶解有机磷和无机磷的能力。
2.1.4 固氮能力的定性测定  结果表明,ZA1点接于阿须贝培养基后,在第3天时形成菌落,第5天时形成明
显的菌落;接种于液体培养基后,5d后培养液变浑。连续培养3代后,ZA1在第5天时同样能形成菌落并能使
培养液变浑,说明ZA1具有固氮能力。
2.2 抑菌酶类的定性测定
ZA1接种于培养基上培养后,几丁质培养基与葡聚糖培养基上无透明圈产生,蛋白酶培养基上有透明圈产
生(图2),直径为3.2cm,说明ZA1不能分泌几丁质酶和葡聚糖酶,但能够分泌胞外蛋白酶,且胞外蛋白酶的作
用效果明显。
图1 犣犃1比色反应
犉犻犵.1 犣犃1犮狅犾狅狉犻犿犲狋狉犻犮狉犲犪犮狋犻狅狀
 
图2 犣犃1分泌胞外蛋白酶
犉犻犵.2 犣犃1狆狉狅犱狌犮犲狆狉狅狋犲犪狊犲狅狀狊犽犻犿犿犻犾犽狆犾犪狋犲
 
68 草 业 学 报 第24卷
2.3 室内贮藏期药效试验
贮藏期接种犘.犳狅狏犲犪狋犪后,对照病情指数为37.87%,75%肟菌·戊唑醇4000倍液和25%嘧菌酯1800倍液
处理后病情指数分别为7.83%和8.33%,ZA1发酵液稀释10,20和30倍处理后,病情指数依次为4.80%,
8.12%和11.44%。ZA1发酵液稀释随着稀释倍数的增加,防效依次下降,当稀释20倍时,其防效与75%肟菌·
戊唑醇4000倍液和25%嘧菌酯1800倍液的防效差异不显著(图3),说明菌株ZA1在马铃薯贮藏期对马铃薯坏
疽病具有较好的防效,可以替代化学药剂在贮藏期对马铃薯坏疽病进行防治。
2.4 盆栽促生能力测定
2.4.1 马铃薯生物量测定  ZA1发酵液拌种马铃薯块茎后,10,20,30倍液处理依次出苗,均先于对照出苗,
说明ZA1具有促进马铃薯块茎发芽的作用。55d后在10,20,30倍液处理的根部可明显观察到较小的马铃薯块
茎,但对照没有发现;不同处理下,根的长度分别增加8.00,5.20和0.34cm,根的干重分别增加0.72,0.50和
0.34g,根的湿重分别增加5.07,2.81和1.62g,株高分别增加2.74,3.40和2.74cm,茎的干重分别增加0.52,
0.47和0.25g,茎的湿重分别增加5.73,2.10和1.03g,茎直径分别增加0.17,0.11和0.10cm(表1);且马铃
薯的根冠比与对照相比有明显的增加(图4),说明ZA1对马铃薯的促生作用明显。
表1 马铃薯的生物量测定
犜犪犫犾犲1 犜犺犲犱犲狋犲狉犿犻狀犪狋犻狅狀狅犳犫犻狅犿犪狊狊狅犳狆狅狋犪狋狅
处理
Treatment
根 Root
根长
Rootlength(cm)
湿重
Wetweight(g)
干重
Dryweight(g)
茎Stem
株高
Stemlength(cm)
湿重
Wetweight(g)
干重
Dryweight(g)
茎粗
Stemdiameter(cm)
CK 19.33±3.427b 12.22±2.871d 0.91±0.006c 70.93±2.482c 19.56±1.110c 1.79±0.139c 0.62±0.001c
ZA1×10 27.33±1.867a 17.29±1.770a 1.63±0.030a 73.67±2.667b 25.29±1.349a 2.31±0.149a 0.79±0.220a
ZA1×20 24.53±2.167ab 15.03±1.803b 1.41±0.017b 74.33±1.667a 21.66±1.094b 2.26±0.028a 0.73±0.001b
ZA1×30 19.67±4.324b 13.84±1.612c 1.25±0.021b 73.67±2.867b 20.59±0.495bc 2.04±0.061b 0.72±0.011b
 注:不同大写字母表示差异极显著(犘<0.01),不同小写字母表示差异显著(犘<0.05),下同。
 Note:Thedifferentcapitallettersmeanthesignificantdifferenceat犘<0.01,thedifferentsmallettersmeanthesignificantdifferenceat犘<0.05.
Thesamebelow.
图3 犣犃1贮藏期防效
犉犻犵.3 犜犺犲犮狅狀狋狉狅犾犲犳犳犻犮犪犮狔狅犳犣犃1犻狀狆狅狋犪狋狅狊狋狅狉犪犵犲狆犲狉犻狅犱 
图4 马铃薯苗期根冠比
犉犻犵.4 犚狅狅狋狊犺狅狅狋狉犪狋犻狅犻狀狆狅狋犪狋狅狊犲犲犱犾犻狀犵狊狋犪犵犲 
嘧菌酯:Azoxystrobin;肟菌·戊唑醇:Oximebacteria·tebuconazole.不同大写字母表示差异极显著(犘<0.01),不同小写字母表示差异显著(犘<
0.05),下同。Thedifferentcapitallettersmeanthesignificantdifferencesat犘<0.01,thedifferentsmallettersmeanthesignificantdifferencesat
犘<0.05,thesamebelow.
2.4.2 马铃薯叶片叶绿素含量测定  经不同稀释倍数的ZA1拌种后,叶绿素含量分别增加0.54,0.26和
0.13mg/g,叶绿素a与叶绿素b分别有不同程度的增加(表2),但随稀释倍数的增加,叶绿素含量呈下降趋势,
说明高浓度ZA1可促进马铃薯的光合作用。
78第12期 畅涛 等:珠芽蓼内生菌ZA1对马铃薯的防病促生研究
2.5 田间防病促生测定
经ZA1拌种后,对马铃薯生长期的晚疫病防效
为26.56%,商品薯率高于对照,且商品薯的增产率
达到36.29%,折合每hm2 产量 (包括商品薯及非
商品薯)增产率可达33.88%,其商品薯及每hm2 增
产率均比25%嘧菌酯高,说明拮抗菌ZA1拌种马铃
薯后在田间具有防病促生效果(表3)。
2.6 ZA1对马铃薯防御酶的影响
2.6.1 马铃薯叶片防御酶活性测定  与对照相
比,经20倍ZA1发酵液诱导后,马铃薯叶片防御酶
中,CAT、SOD和POD整体变化趋势为先增后减,
但是活性变化与对照相比较小;PAL和PPO活性
变化最大,其中PPO于接种ZA16h后活性小于对
照,随后开始增加,于36h时达到最大值后开始减
小,PAL活性在36h达到最大值后也开始减小,但
后期有所增加(图5)。说明拮抗菌ZA1诱导马铃薯
后,可以使马铃薯防御酶活性增加,有利于马铃薯抵
抗病原菌的侵染。
2.6.2 马铃薯叶片可溶性蛋白含量测定  经
ZA1诱导后,马铃薯叶片可溶性蛋白含量与对照相
比有所增加,接种ZA148h后,可溶性蛋白达到最
大量(图6)。说明ZA1能够使马铃薯叶片的可溶性
蛋白含量增加,可以使马铃薯起到防病的作用。
表2 马铃薯叶片叶绿素含量测定
犜犪犫犾犲2 犜犺犲犱犲狋犲狉犿犻狀犪狋犻狅狀狅犳犮犺犾狅狉狅狆犺狔犾犮狅狀狋犲狀狋
犻狀狆狅狋犪狋狅犾犲犪犳 mg/g
处理
Treatment
叶绿素a
Chlorophyla
叶绿素b
Chlorophylb
叶绿素a+b
Chlorophyla+b
CK 1.06±0.001Bc 0.44±0.001Cc 1.50±0.001Cd
ZA1×10 1.41±0.004Aa 0.62±0.009Aa 2.04±0.007Aa
ZA1×20 1.21±0.001Bb 0.54±0.001Bb 1.76±0.001Bb
ZA1×30 1.08±0.001Bbc 0.54±0.001Bb 1.63±0.001Bc
表3 犣犃1田间防病促生测定
犜犪犫犾犲3 犜犺犲犱犲狋犲狉犿犻狀犪狋犻狅狀狅犳犮狅狀狋狉狅犾犪狀犱犵狉狅狑狋犺
狆狉狅犿狅狋犻狅狀狅犳犣犃1犻狀狋犺犲犳犻犲犾犱狊 %
处理
Treatment
病情指数
Disease
index
防效
Control
efficacy
商品薯率
Commodity
potato
rate
商品薯增产率
Stimulation
ratioof
commodity
potato
每hm2
增产率
Stimulation
ratioin
hectare
CK 62.4a - 60.19b - -
ZA1 45.8b 26.56a 62.38a 36.29a 33.88a
25%嘧菌酯
Azoxystrobin
45.3b 27.31a 61.48ab 28.87b 26.07b
图5 马铃薯叶片防御酶的相对活性变化
犉犻犵.5 犆犺犪狀犵犲狅犳犱犲犳犲狀狊犲犲狀狕狔犿犲狊狉犲犾犪狋犻狏犲犪犮狋犻狏犻狋狔犻狀狆狅狋犪狋狅犾犲犪犳
 
图6 马铃薯叶片蛋白质含量的变化
犉犻犵.6 犆犺犪狀犵犲狅犳狆狉狅狋犲犻狀犮狅狀狋犲狀狋犻狀狆狅狋犪狋狅犾犲犪犳
 
3 讨论
内生菌可通过分泌IAA、解溶磷和联合固氮作用对植物达到促生的作用[612],其中分泌IAA可以促进植物
种子的发芽[25]。珠芽蓼内生菌ZA1具有分泌IAA和固氮的能力,但无解溶磷能力,经盆栽促生测定表明,马铃
薯块茎拌种ZA1后,其出苗速度快于对照,说明ZA1分泌IAA后可促进马铃薯块茎的发芽,这与前人报道一致。
ZA1对马铃薯的促生作用不仅体现在促进发芽上,经其拌种后,马铃薯根、茎的长度及干、湿重均高于对照,根冠
比和叶绿素含量也比对照高,说明ZA1对马铃薯具有促生作用。田间拌种ZA1后,马铃薯的商品薯增产率与每
88 草 业 学 报 第24卷
hm2 产量增产率比对照高出36.29%和33.88%,表明ZA1对马铃薯在田间的增产作用极其明显。目前,还没有
测定ZA1对其他植物有无促生作用及其促生机制,对此有待于进一步研究。
邢介帅等[15]报道生防菌T2产生的胞外蛋白酶具有抑菌能力,通过与T2产生的胞外蛋白酶的性质对比,
ZA1产生的抑菌物质与T2产生的胞外蛋白酶在耐酸碱及耐高温等部分性质上不符合,说明ZA1产生的抑菌物
质除胞外蛋白酶之外,还可能具有其他类型的抑菌物质,如耐酸耐碱耐高温的抗菌肽,且室内抑菌能力测定结果
表明ZA1对马铃薯贮藏期病害如马铃薯坏疽病、炭疽病及褐腐病均具有良好的抑制效果[20],加之马铃薯贮藏期
病害不方便化学农药的防治,因此本项目组筛选得到的拮抗菌ZA1对马铃薯贮藏期的病害进行生物防治具有一
定的意义。本试验经贮藏期防效测定,10倍ZA1发酵液对马铃薯坏疽病的防效可达85.9%,显著高于75%肟
菌·戊唑醇4000倍液和25%嘧菌酯1800倍液的防效,表明ZA1是马铃薯坏疽病的有效生防菌。张鹏等[26]报
道药剂对马铃薯晚疫病的防效均在79%以上,虽然ZA1对田间晚疫病的防效仅为26.56%,但与25%嘧菌酯
1800倍液的防效差异不显著,由于马铃薯晚疫病属气传病害,仅在播种时进行拌种,而未在马铃薯苗期喷雾可能
是造成其防效较差的原因,因此ZA1对马铃薯晚疫病及它病害的防效试验还需进一步研究。
拮抗菌能诱导植物产生病程相关的苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶与过氧化物
酶的活性发生变化[18,2729],可使植物的抗性增加。本研究中,于马铃薯叶片喷施20倍ZA1后,使得5种防御酶
的活性均有增加,整体表现出先增后减的趋势,与文献[18,2729]报道一致;PAL与PPO的活性变化与文献报道的
略有差别,这可能与处理时间仅为72h有关,由于每次取样对植株可能造成不同程度的损伤,可能是导致其部分
酶活变化与文献[18,2729]中酶活变化趋势不一致的原因,具体原因还有待于进一步研究。植物的可溶性蛋白也可
作为衡量抗性的指标[30],本试验中马铃薯经ZA1诱导后,60h内蛋白含量均高于对照,说明喷施ZA1后可诱导
提高马铃薯抗性。经室内和大田防试验研究,证明珠芽蓼内生菌ZA1对马铃薯坏疽病具有较强的抑制作用,并
对马铃薯具有较好的防病促生能力,同时,可诱导马铃薯获得抗性。因此,ZA1可开发成为高效的微生物农药及
菌肥。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊:
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