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Biocontrol of Zucchini Powdery Mildew by Endophytic Actinomycetes

植物内生放线菌防治西葫芦白粉病的初步研究



全 文 :园 艺 学 报 2007,34(6):1471—1476
Acta Honicuhurae Sinica
植物内生放线菌防治西葫芦白粉病的初步研究
王美英,黄丽丽 ,涂 璇,高小宁,阿里玛斯,姚 敏,康振生
(西北农林科技大学植物保护学院,陕西省农业分子生物学重点实验室,陕西杨凌712100)
摘 要:以西葫芦白粉病为对象,通过温室盆栽试验和叶盘筛选试验,从 50个内生放线菌菌株中筛选
出2个防病效果较好的菌株 ,叶盘筛选试验发现菌株 GKSHJA和 PR1.8的无菌滤液原液在接种病菌的同时
使用防治效果最佳,分别达到 60.98%和63.22%。温室人工接种 白粉病菌的盆栽试验发现,GKSHJA无菌
滤液原液在接种前、接种后24 h喷雾,相对防治效果分别达 55.22%和 16.44%;菌株 PR1_8的相对防效分
别为51.94%和24.39%,且 GKSHJA和 PR1—8无菌滤液的5倍稀释液在接种病菌的同时使用也有一定的防
病效果,其病情指数分别比对照降低了27.8l%和30.19%。在自然感病的田间试验中,菌株 GKSHJA和
PR1 无菌滤液的5倍稀释液对西葫芦白粉病的相对防效分别达到56.33%和 69.88%。这些结果表明,菌
株 GKSHJA和 PR1—8作为防治瓜类白粉病的生防菌株,具有开发应用潜力和前景。
关键词:西葫芦;白粉病 ;内生放线菌;防治效果
中图分类号:S 436.4;S 642.6 文献标识码:A 文章编号:0513—353X (2007)06—1471-06
Biocontrol of Zucchini Powdery M ildew by Endophytic Actinomycetes
WANG Mei—ying,HUANG Li—li ,TU Xuan,GAO Xiao—ning,ALMAS,YAO Min,and KANG Zhen—sheng
(College of Plant Protection,Shaanxi Key Laboratory of Molecular Biology for Agriculture;Noahwest A & F University,
Yangling,Shaanxi 712100,China)
Abstract:Fifty strains of endophytic actinomycetes were screened in greenhouse pot experiments and
le disc tests in lab.Two strains showed stable control effect on zucchini powdery mildew.In the leaf-disc
tests.the application of cell free filtrate of strains GKSH[JA and PR1—8 showed 60.98% and 63.22% disease
control eficiency.respectively.The control effect of strain GKSHJA with application 24 h before and after in—
oculation were 55.22% and 16.44% .respectively. The control efect of strain PR1—8 were 5 1.94% and
24.39% in the greenhouse potted seedlings inoculated with powdery mildew.The preinoculation application of
cel free filtrate showed much higher disease control eficiency than postinoculation application.The applica—
tions of 5 times diluted cell free filtrates showed 27.81% (in GKSHJA treatment)and 30.19% (in PR1—8
treatment)less disease index than that in untreatment contro1.In a field experiment.the control efect of bio—
control strains GKSHJA and PR1—8 were 56.33% and 69.88% ,respectively,after application of5 times dilu—
tion of cell free filtrate on naturally infected zucchini plants.These results show that strains GKSHJA and
PR1—8 are potential biocontrol endophytic actinomycetes to control cucurbit po wdery mildew and this research
has made a solid research foundation for development and application of bio—pesticides on cucurbits powdery
mildew.
Key words:Cucurbita pepo Linn.;sphaerotheca fuliginea;Endophytic antinomycetes;Control efect
白粉病是西葫芦 (Cucurbita pepo Linn.)生产中的主要病害,病原为瓜单囊壳菌 [Sphaerotheca
收稿日期:2007—06—19;修回日期:2007一o9—10
基金项 目:教育部长江学者和创新团队支持计划项目 (PCSIRT200558);高等学校学科创新引智计划项 目 (B07049);国家 ‘十
一 五’攻关项目
女通讯作者 Author for corespondence(E-mail:huanglili@uwsuaf,edu.cn;kangzs@UWSUI~.edu.CU)
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fuliginea(Schlecht)Pol1.]。长期大量使用化学农药防治白粉病不仅污染环境,还会使病原菌产生抗
药性。因此,寻找安全有效并能降低对化学农药依赖程度的防治瓜类白粉病的途径是备受关注的研究
课题。
作者以西葫芦白粉病为对象,通过温室盆栽幼苗试验、叶盘试验和田间试验,从植物内生放线菌
中筛选到对该病害有较好防效的菌株,以期为瓜类白粉病生物防治探寻新途径。
1 材料与方法
1.1 材料与病菌的培养
将西葫芦 ‘春玉 2号’种子于 28%下催芽后播种在小瓦盆内,在 25~28℃温室中培养至2叶期
备用。瓜单囊壳菌采 自陕西杨凌西魏店蔬菜大棚。将新鲜孢子抖粉接种在2叶期幼苗上繁殖备用。
1.2 内生放线菌的来源、保存及其发酵液的制备
供试的5O个内生放线菌菌株 (表 1)由西北农林科技大学植物保护学院提供。繁殖和保存在高
氏1号培养基上,置于4℃冰箱保存。将其在黄豆粉培养基上活化 5~7 d,用直径4 mm的打孑L器取
菌块接人黄豆粉液体培养基 (黄豆粉20 g,淀粉5 g,蔗糖 10 g,酵母粉 2 g,蛋白胨 2 g,NaC1 2 g,
CaCO3 1 g,MgSO4·7H2O 0.05 g,K2HPO4 0.05 g,蒸馏水 1 000 mL,pH 7.2~7.4)中进行 1次发
酵,28%,150 r·min 振荡培养2 d后以10%的比例接人50 mL培养基中进行2次发酵。28%,150
r·min 振荡培养5 d后5 000 r·min 离心 30 min。取上清液用真空泵双层滤纸抽滤后即为无菌滤
液,沉淀用与无菌滤液等量的无菌水悬浮,即为菌体悬浮液。
1.3 温室盆栽试验筛选生防菌株
将待测菌的无菌滤液或菌体悬浮液喷施于2叶期幼苗上,每株 10 mL,然后采用传统的抖粉法接
种 (方中达,1998)白粉病病菌。每处理 3株幼苗,设 3个重复,喷清水为对照。7~10 d对照充分
发病后调查病斑面积、病叶数、病情指数和防治效果 (国家质量技术监督局,2000)。
1.4 叶盘筛选试验
对温室试验中筛选出的防治效果明显的菌株进行叶盘漂浮法复筛。用直径 15 mm打孑L器从健康
的西葫芦幼叶上切下叶盘,在内生放线菌无菌滤液或菌体悬浮液中浸湿后晾干,正面朝上悬浮在加有
苯胼咪唑 (25 mg·L )的无菌水表面。将保存在幼苗上的白粉孢子抖粉在悬浮的叶盘上,盖上培
养皿盖,置人光照培养箱 (22%,光照 16 h·d )。每9个叶盘为 1个处理,重复3次,以清水为对
照。7~10 d后调查。分级标准:0级,无可见症状;1级,病斑面积占整个叶盘面积的5%以下;2
级,病斑占5% ~25%;3级,病斑占25% ~50%;4级,病斑占50% ~75%;5级,病斑占75%以
上。
1.5 优良生防菌株温室防病效果测定
(1)取 2~4个真叶期西葫芦盆栽幼苗,分别用内生放线菌无菌滤液原液和稀释 5倍、1O倍、2O
倍液喷雾,每株 15 mI』,24 h后接种白粉病菌。(2)先接种白粉病菌,24 h后喷内生放线菌无菌滤液。
1.6 优良生防菌株田间防病试验
试验地点为陕西杨凌西魏店露天蔬菜地,共4个处理 (表2),每处理4株,设3次重复,每株
喷雾50 mL,以不做任何处理为对照。2006年5月 19日喷药,用药 10 d(5月29 13)后调查。相对
防治效果 (%)=[1一(CK。×Pt )/(CK ×Pt。)]×100,其中,cK。:空白对照区施药前病情指数;
CK.:空白对照区施药后病情指数;Pt。:施药前病情指数;Pt。:施药后病情指数。
试验中的数据均使用 SAS 6.12系统进行方差分析 (胡小平和王长发,2001)。
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6期 王美英等:植物内生放线菌防治西葫芦白粉病的初步研究 1473
2 结果与分析
2.1 温室盆栽筛选结果
表 1表明,幼苗在人工接种白粉病菌前分别喷施5O个内生放线菌株,有24株 (无菌滤液或/和
表 1 不同待测内生放线菌菌株对西葫芦白粉病的温室盆栽防病效果
Table 1 The control efect of entophytic actinomycetes isolates on zucchini powdery mildew in greenhouse (%)
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菌体悬浮液)防治效果达到40%以上,占总筛选菌株数的48%,其中有4株菌防病效果达到60%以
上 。
对防病效果在 40%以上的菌株进行差异显著性分析,结果表明 GKSHJA、TGYXCSA16、gCLA7
和 PR1—8的无菌滤液及 AR1—16和 TGNBA4的菌体悬浮液防病效果明显好于其它菌株。菌悬液和无菌
滤液防病效果都高于40%的有7株,占总筛选株数的14%,如GKSHJA、gCLA7、PR1—8、NAZJCA1、
AR1—14等。无菌滤液防效在40%以上的有 l3株,
占总筛选株数的26%,其中防效在 60%以上的有
3株。菌体悬浮液防效在40%以上的有 l8株,占
总筛选株数的36%,其中防效在 60%以上的有 1
株,说明有些菌株是菌体直接对病原菌有抑制作
用,而有些是在菌株发酵过程产生的代谢物质对
病原菌起作用。本研究多次重复试验发现,菌体
悬浮液的防效普遍小于无菌滤液。
2.2 叶盘法筛选结果
从表2和图 1中看到,对温室盆栽初步筛选
的6株 内生放线菌进 行叶盘法复筛 时,菌株
GKSHJA和菌株 PR1—8的无菌滤液防治效果明显
优于其它菌株,分别达到了60.98%和 63.22%,
而其它 4个菌株的防治效果在 25% ~30%,明显
低于前者。
表2 不同放线菌株叶盘法对西葫芦白粉病的防治效果
Table 2 The control efect of entophytic actinomycetes isolates
on zucchini powdery mildew by leaf disc test
注:表中数据为3次重复试验的平均值,按 Duncan’S新复极
差检测 (P=0.05)进行分析,同一列内相同字母表示处理间无
显著差异。
Note:The data in the table were the average of three replications.
Data were analyzed with Duncan’S method(P=0.05).The same let—
ters in the column showed no significant diference.
图1 叶盘法测定生防菌对西葫芦白粉病的作用效果
Fig. 1 Th e control efect of biocontrol strains PR1-8 and GKSHJA on zucchini powdery mildew by leaf test
2.3 生防菌株 PR1-8和 GKSH『A不同稀释倍数无菌滤液的温室盆栽防病效果
从图2看出,随着无菌滤液稀释倍数的增加,防治效果呈下降趋势。菌株 PR1—8和 GKSHJA的原
液的防治效果分别达到 41.20% 和 37.46%,显著高于其它处理 ,5倍稀释液分别为 30.19% 和
27.81% 。
2.4 生防菌株 PR1-8和GKSHJA无菌滤液不同喷施时间的效果
从图3中可以看出,菌株 GKSHJA和 PR1—8原液在接种白粉病菌前24 h喷施的情况下,对西葫
芦白粉病防效分别为55.22%和51.94%,在接种后24 h喷施的情况下,防效均在25%以下,说明生
防菌在白粉病菌侵入后的杀菌作用较弱而在侵入前的抑菌效果较好。
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6期 王美英等:植物内生放线菌防治西葫芦白粉病的初步研究
口 原液 Celfreefiltrate
GKSHJA PRl一8
菌株 Isolates
图2 生防菌株无菌滤液稀释倍数
对西葫芦白粉病的防治效果
Fig.2 The control efect of biocontrol strains PRl and
GKSHJA with diferent concentrations on
zucchini powdery mildew in greenhouse
籁 出

趣 2
口 接种前喷施 Application before inoculated
GKSHJA PR卜8
菌株Isolates
图3 生防菌株 GKSHJA和 PR1-8施药时间
对西葫芦白粉病的防治效果
Fig.3 The biocontrol efect of isolates GKSHJA and PR1-8
with diferent application times on zucchini
po wdery mildew in greenhouse
2.5 生防菌株 PR1-8和 GKSHJA田间防病效果
从表3中看出,在影响因子比较多的自然发病田中,GKSHJA的5倍稀释液防效达到了56.33%,
10倍稀释液达到了35.88%;菌株 PR1—8的5倍稀释液防效达到了69.88%,10倍稀释液防效达到了
39.25%。GKSHJA的5倍稀释液与 PR1-8的 5倍稀释液的防治效果之问没有显著差异性,但是
GKSHJA的5倍稀释液的病叶增长率和病情指数增长率分别 比PR1—8的 5倍稀释液的高 31.71%和
23.27%。同样,GKSHJA的 10倍稀释液与 PR1—8的 10倍稀释液的防治效果之间没有显著性差异,
但是PR1—8的 10倍稀释液的病叶增长率和病情指数增长率分别比GKSHJA的 10倍稀释液的高
12.22% 和 31.76%
表3 菌株 GKSHJA和 PR1-8对西葫芦白粉病的田间防效测定
Table 3 The control efect of isolates GKSHJA and PR1-8 on zucchini po wdery mildew in field
注:表中数据为 l2个植株的平均值,按 Duncan’s新复极差检测 (P:O.05),同一列内相同字母表示处理间无显著差异。
N0te:The data in the table were mean of 1 2 zucchinis plants.Data were analyzed with Duncan’s method(P=0.05).The same leters in the
column show no significant diference.
3 讨论
目前瓜类白粉病的生物防治研究主要有:(1)利用土壤放线菌来防治瓜类白粉病,如链霉菌防
治黄瓜白粉病的平均防效达50%左右 (杨文香 等,2005),土壤放线菌产生的抗白粉类抗生素,其
发酵液抗菌活性高达到90% ~100% (陈崎冈 等,2003)。(2)用瓜类植物叶片的内生细菌来防治黄
瓜白粉病 (Romero et a1.,2004),对白粉病的抑制率达到 69%。(3)探索植物提取液防治瓜类白粉
∞ 如 ∞ 加 m 0
∞ ∞ 如 加 m 0
一 一芑 鞠o l0 lu01)
张疑 趁
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l476 园 艺 学 报 34卷
病的效果,发现槐 、黄檀、南瓜和石楠等4种植物的提取液对黄瓜白粉病有较好的防治效果,其防效
分别达到88.46%、8O.77%、80.77%、73.07% (金素心 等,2006)。
Andrews(1992)就内生菌作为生物制剂的优点做了详尽的阐述,植物内生菌分布于植物组织
内,受到植物的保护,具有良好的生存环境,而且与植物长期生活在一起,可以减缓寄主植物的防卫
反应,更易发挥作用,克服以往从土壤和根际中筛选生防菌的缺点。植物的内生放线菌定殖在植物内
部,避免了同根际众多微生物的竞争,可在植物组织中产生抗生素,溶解酶等拮抗物质 (曹理想和周
世宁,2004),因而更具有竞争优势。
本试验对从蔬菜和中草药植物分离得到的5O株内生放线菌进行了盆栽初筛,结果表明,有48%
的菌株防治效果达到了40%以上,远远大于一般土壤微生物筛选拮抗菌的比率。司美茹等 (2006)
从青海高原土壤分离的4 500多株放线菌中筛选到29株对辣椒疫霉有拮抗作用,所占比率为0.64%。
可见内生放线菌具有很大的生防潜力。但在不同的重复试验中,生防菌的防治效果有所差异,有些菌
株在叶盘法筛选时比温室初筛试验防效低,可能由多种因素引起,如寄主抗病性、病原菌毒性、环境
条件、接种量等,因此需要筛选在田间防效具有稳定性和持效性的生防制剂。生物制剂使用的安全性
还需要在以后的试验中加以证明。
References
Andrews J H.1992.Biological control in the phyloshere.Ann.Rev.Phytopatho1.,30:603—605.
Bumau of Quality and Technical Supervision of the Peoples Republic of China.2000.Pesticide—guidelines for the field efficacy trials(I) 一fun—
gicides against cucumber powdery mildew.Beijing:China Criterion Press:56—60.(in Chinese)
国家质量技术监督局.2000.农药田间药效试验准则 (一)杀菌剂防治黄瓜白粉病 (GB/T17980.30—2000).北京:中国标准
出版社:56—6O.
Cao Li—xiang,Zhou Shi—ning.2004.Study on endophytic antinomycetes in plants.Microorganism Aviso,31(4):93—96.(in Chinese)
曹理想,周世宁.2004.植物内生放线菌研究.微生物学通报,31(4):93—96.
Chen Qi—gang,Li Ming—gang,Li Wen-jun,Wen Meng—liang.2003.Preliminary taxonomy of anti—powdery mildew compound C-30997 producing
strain YIM30997.Journal of Yunnan University(Natural Sciences),25(Supplement):10—14.(in Chinese)
陈琦冈,李铭刚,李文军,文孟良.2003.抗白粉病化合物C30997的产生菌 YIM30997的初步分类鉴定.云南大学学报 (自然科
学版),25(增刊):10—14.
Fang Zhong—da.1998.Methods of study on plant pathology.3rd ed.Beijing:China A cultural Press:366—368.(in Chinese)
方中达.1998.植病研究法.第3版.北京:中国农业出版社:366—368.
Hu Xiao—ping.Wang Chang—fa.2001.Tutorial of SAS base and slat.Xi’al:Xian Books Press.(in Chinese)
胡小平,王长发.2001.SAS基础及统计实例教程.西安:西安图书出版社.
Jin Su—xin,Gu Zhen—fang,Dai Guang—hui,Chen Xiao—bin.2006.Study on inhibition efects of plant extracts against cucumber powdery mildew.
Journal of Shanghai Jiaotong University(A cultural Science),24(1):48—53.(in Chinese)
金素心,顾振芳,代光辉,陈晓斌.2006.植物提取液对黄瓜自粉病的抑菌活性筛选研究.上海交通大学学报 (农业科学版),24
(1):48—53.
Romero D.P6rez.garcia,Erivera M. 2004. Isolation and evaluation of antagonistic bacteria towards the cucurbit powdery mildew fungus Po—
dosphaerafusca.App1.microbia1.Biotechno1.,64 (2):263—269.
Si Mei.rn,Xue Quan—hong,Yu Bo,Yuan Hu.1in,Chen Zhan—quan.2006.The selection of biocontrol actinomycetes against Phytophthora capsici
bv the method assessed inhibiting zones and root—colonizing capacity.Journal of Plant Protection,33(1):4 1—44.(in Chinese)
司美茹,薛泉宏,余 博,袁虎林 ,陈占全.2006、辣椒疫霉生防菌的双重筛选.植物保护学报,33(1):41—44.
Yang Wen-xiang,Zhang Ting,Liu Da—qun.2005. Effects of three Streptomyces strains on the growth of cucumber plant and against cucumber
powdery mildew.Journal of A cultural University of Hebei,28(4):80—92.(in Chinese)
杨文香,张 汀,刘大群.2005.三株链霉菌对黄瓜白粉病及黄瓜生长的影响.河北农业大学学报,28(4):80—92.
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