免费文献传递   相关文献

Biological effect of endophyfic bacteria in Fortunate Bamboo

富贵竹内生细菌群落的生物效应研究



全 文 :第 13卷 第 1期
2 0 0 5年 1月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco‘Agriculture
V01.13 NO.1
Jan., 2005
富贵竹内生细菌群落的生物效应研究*
袁红旭 周立赖 周锦兰 郑向华 许良珠
(湛江海洋大学农学系 湛江 524088)
摘 要 试验研究结果表明富贵竹中广泛存在具有多种生物效应的内生细菌群 落。从 4个 品种富贵竹茎叶中分
离出64个内生细菌,以烟草过敏性反应和半叶接种法测定其 内生细菌 中有 22个菌株具有潜在致病性 ;采用抑菌
圈法测定其内生细菌中有 25个菌株对 6个病原真菌具不同拮抗作用,其 中分别有 16个 、5个、4个菌株对 1种、2
种和 3种病原真菌有拮抗作用。有 16个菌株可刺激水稻或绿豆生长,具有刺激生长作用的混合菌株还可促进 富
贵竹生根。
关键词 内生细菌 致病性 生物效应 富贵竹
Biological effect of endophyfic bacteria in Fortunate Bamboo.YUAN Hong—Xu,ZHOU Li—Lai,ZHOU Jin-Lan,ZHENG
Xiang"Hua,XU Liang Zhu(Department of Agronomy,Zha~iang Ocean University,Zha~iang 524088),CJEA,2005,
13(1):95~97
Abstract The experiments show that there are man y endophytic bacteria with diferent biological effects in Fortunate
Bamboo.64 strains of endophytic bacteria are isolated from the symptom free leaves and stems of 4 varieties of Fortunate
Bamboo.There are 22 strains having pathogenicity when tested by the methods of tobacco—senstive—reaction and half—leave—
inoculation.Being tested in plate,16 strains have anti—fungal efect on one plant pathogen fungi(PPF),5 strains have anti—
fungal effeCt on 2 PPF and 4 strains have anti—fungal efect on 3 PPF.The total number of anti—fungal strains is 25.
16 strains can stimulate the growth of rice or green bean.Mixed stimulating—growth strains also can stimulate Fortunate
Bamboo tO produce roots.
Key words Endophytic bacterium ,Pathogenicity,Biological effect,Fortunate Bamboo
植物内生细菌与寄主植物在长期共同进化过程中形成密切关系,是植物微生物生态系统的主要成员。近
年来一些内生细菌被用作增产菌来调节作物生长发育,促进了内生细菌在种群动态变化及其与寄主互作关系
等方面的研究【1-5]。富贵竹有很强抗逆性和耐贫瘠性,可能与其体内特有的微生物生态系统有关。本试验研
究了富贵竹内生细菌群落的生物效应,为建立有利于富贵竹生长的内生细菌微生态环境提供理论依据。
1 试验材料与方法
供试 4个富贵竹品种为“大叶富贵竹”、“广州绿叶富贵竹”、“缅甸富贵竹”和“小叶富贵竹”。采集大田生
长势良好健康的富贵竹根、茎和叶,表面消毒后研磨成匀浆,取一定量稀释后匀浆与牛肉膏蛋 白冻培养基混
合于28℃黑暗培养,挑取单菌落分离并纯化后获得富贵竹内生细菌。采用烟草过敏性反应和半叶接种法测
定富贵竹内生细菌(潜在)致病性,半叶接种法测定致病性方法即用剪刀沾取浓度为 1亿 cfu/mL菌悬液,选
取富贵竹中部叶片剪掉半叶,每处理 3个重复,以无菌水为对照(CK)。剪叶后置 28℃、12h/d光照保湿培养
14d,半叶的坏死斑宽度~20mm时则该菌具有潜在致病性。采用对峙培养法测定富贵竹内生细菌对植物病
原真菌的拮抗作用,以抑菌圈宽度为指标测定内生细菌对植物病原真菌的拮抗作用,所测试病原菌为水稻
纹枯病菌(Rhizoctiona solani)、辣椒白绢病菌(Sclerotium rolfsii)、辣椒炭疽病菌(Coletotrichum capsici)、富
贵竹根腐菌(Fusarium oxysporum)、黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cucumerinum)和辣椒枯萎病
菌(Fusarium oxysporum f.sp.capsici)。水稻和绿豆种子先经表面消毒后用清水浸泡 12h,再用 1亿 cfu/mL
菌悬液浸种 24h,将种子播人杯底铺有滤纸的 150mL容量塑料杯中,每处理 10粒种子,3个重复,以灭菌水
浸种为对照(CK),置 27℃,12h/d光照培养 10d,测定其发芽率、幼苗苗高及鲜物质量,并对结果进行方差分
*湛江海洋大学自然科学基金项目(0312029)资助
收穰 日期:2003—12—22 改回日期:2004—02—16
中 国 生 态 农 业 学 报 第 13卷
析。按对水稻和绿豆的生长效应,将牛肉膏蛋白胨培养基培养的具有促生作用内生细菌(共 16个菌株 ,见表
2)混合配成浓度为1亿 cfu/mL促生内生细菌混合菌悬液;另将 64个内生细菌混合配成浓度为 1亿 cfu/mL
混合菌悬液。取 2种菌悬液 20mL并注入 500mL烧杯中,扦播 5棵“大叶富贵竹”,设 3个重复,以无菌水为
对照(CK),浸泡 48h后取出用清水浸泡 30d(28℃,室内条件),测定富贵竹根数及根重,并对结果进行方差
分析。
2 结果与分析
2.1 富贵竹内生细菌的分离及其潜在致病性
富贵竹根茎叶中富含内生细菌,从 5个品种富贵竹中分离经纯化获 64株内生细菌,其中“大叶富贵竹”
有 17株。“广州绿叶富贵竹”25株,“缅甸富贵竹”15株,“小叶富贵竹”7株。试验结果表明共有 22个菌株有
致病性,为潜在病原细菌,可能在一定条件下导致病害;半叶接种法测定有 11个菌株导致富贵竹叶片出现坏
死斑,宽度>20mm,占总菌株的 17.2%,烟草过敏性反应结果表明有 20个菌株可致烟草产生过敏性枯斑反
应 ,占总菌株的31.2%。用半叶接种法测定的 11个致病菌株中有 9株同时具有烟草过敏性反应。
表 1 抗植物病原真菌活性富贵竹内生细菌菌株数
Tab.1 Numbers of endophytic bacterial strains having inhibiting
effect to plant pathogen fungi in Fortunate bamboo
2.2 富贵竹内生细菌的抗病原真菌活性
表 1表明供试 64株内生细菌 中对 1
种或多种病原真菌具抑制作用的有 25个
菌株,占总菌株的 39.1%;对水稻纹枯病
具抗 性 的 有 13个 菌 株,占总 菌 株 的
20.3%;抗黄瓜枯萎病的有 11个菌株 ,占
17.2%;抗辣椒白绢病及富贵竹根腐病的
各有 3个菌株 ,各占 4.7%。拮抗内生细
菌多数仅对 1种病原真菌有抗生作用,只
有少数菌株对 2种以上真菌有拮抗作用;
其中有 5个菌株对 2种病菌存在拮抗作用,4个菌株对 3种病原真菌有拮抗作用 ;对 1种病原真菌有很强抗
生作用的菌株,不一定对其他病原真菌也存在抗生作用 ,即使针对同类病害的病原真菌,其拮抗作用也不
同。如“G34”对黄瓜枯萎病有较强的拮抗性(其抑制圈宽度为 9mm),但对另 2种镰刀菌却无拮抗作用。
2.3 内生细菌对植物生长的影响
表 2 内生细菌对水稻与绿豆生长的影响
Tab.2 Effects of endophytic bacterium on the growth of rice and green bean
*“+”表示对病原真菌有抗生作用或有潜在致病性;“一”表示对病原真菌无抗生作用或无潜在致病性 ;**表示与对照存在显著差异
(a=0.05),下同。
用内生细菌处理水稻种子结果见表 2,供试菌株仅有“G18”、“G25”可降低水稻发芽率,其他 62个菌株
第 1期 袁红旭等:富贵竹内生细菌群落的生物效应研究
对水稻萌发率无明显影响。64个菌株中有 14株对水稻有显著刺激生长作用,表现为内生细菌处理的水稻
苗高或鲜物质量显著增加,其中 4个菌株处理的水稻株高显著增加但鲜物质量与对照无显著差异,7个菌株
处理的水稻鲜物质量显著增加但苗高与对照无显著差异,仅“D16”、“G25”和“X58”菌株处理的水稻苗高和
鲜物质量均显著增加。用内生细菌处理绿豆种子试验结果表明供试菌株“D6”、“G20”、“G31”和“M52”显著
影响绿豆发芽,其发芽率分别为 50%、70%、20%和 63.3%,均显著低于对照(90.9%);而“D3”和“G28”菌株
处理后绿豆幼苗鲜物质量较对照显著增加,“G31”、“M44”、“M52”和“X58”菌株处理后却显著降低绿豆幼苗
鲜物质量。试验研究结果表明富贵竹内生细菌
对植物促生作用因不同植物而异。对 1种植物有
促生作用的内生细菌,对另 1种植物却无促生作
用,甚至具有抑制生长作用,如菌株“M52”和具有
潜在致病性菌株“G20”显著增加水稻株高,但却
显著降低绿豆发芽率和鲜物质量。内生细菌对
植物的刺激生长作用较复杂,内生细菌处理的植
物发芽率、株高和鲜物质量变化未表现相关趋
势,如菌株“G25”处理水稻后其发芽率降低,但株
表 3 内生细菌混合菌剂对富贵竹生根的影响
Tab.3 Effects of mixed endophytic bacteria Oil the
growth of root of Fortunate bambo
高和鲜物质量显著增加。多个促生菌株混合菌液能刺激富贵竹生根(见表3),主要表现为生根数量明显增
加。促生混合细菌处理 30d后其平均株根数和根重均显著高于对照。而64个内生细菌混合菌悬液对富贵
竹生根无显著作用。
3 小结与讨论
研究结果表明富贵竹体内存在具有多种生物效应的内生细菌群落,包括对不同植物病原真菌具有拮抗
作用的细菌群落和影响植物生长(具有刺激或抑制作用)的细菌群落,且广泛存在具有潜在致病性病原细
菌,这类细菌在特定条件下如植株受到伤害,抗病力下降抑或当微生态平衡受到破坏,某种有害种群数量增
加时可造成植物病害,表现出植物体内微生物生态系统的多样性和复杂性 ,而富贵竹内生细菌存在的抗病
原真菌资源,可用于病害防治。作为生防制剂的内生细菌具有相对稳定且对环境友好的特点,但单一种类
内生细菌防治病害的作用十分有限。植物内生微生物群落间相互竞争,相互作用,如何建立有利于植物生
长的内生微生态环境是亟待研究的新课题。
参 考 文 献
1 孔庆科,丁爱云.内生细菌作为生防因子的研究进展.山东农业大学学报(自然科学版),2001,32(2):256~260
2 杨海莲,孙晓璐,宋 未等.植物根际促生细菌和内生细菌的诱导抗病性的研究进展.植物病理学报,2000,30(2):106~109
3 彭化贤,刘波微,陈小娟等.水稻稻瘟病拮抗细菌的筛选与防治初探.中国生物防治。2002,18(1):25~27
4 傅正擎,夏正俊,吴蔼民等.内生菌对棉花黄萎病病菌及毒素的抑制作用和对棉花的促生作用.植物病理学报,1999,29(4):374~376
5 SturzA.V.,ChristieB.R.,Nowak J.Bacterial endophytes:potential rolein developing sustainable systems of crop production.CriticalReview
in Plant Sciences,2000,19(1):1~30