球毛殼dn35對植物生長的影響及其生防效果

球毛殼dn35對植物生長的影響及其生防效果

植物內(nèi)的細(xì)菌生活在植物體內(nèi)，不會(huì)引起明顯的革蘭氏感染。它們與植物是互惠共生的關(guān)系。已有研究表明,在沒有菌根真菌存在的環(huán)境中,內(nèi)生真菌可以起到替代菌根真菌的促生防病作用。真菌作為生防因子,國內(nèi)外研究較多的是木霉(Trichodermaspp.)、粘帚霉(Gliocladiumspp.)和盾殼霉(Coniothyriumminitans)。此外,常見真菌還有寡雄腐霉(Pythiumoligandrum)、非致病性鐮刀菌(Fusariumspp.)、酵母(Candidaspp.)以及球毛殼(Chaeromiumglobosum)和螺卷毛殼(C.cochliodes)等。其作用機(jī)制,主要包括競爭、重寄生、抗生和誘導(dǎo)抗病作用,以及對植物的促生作用。目前植物內(nèi)生真菌的研究和應(yīng)用主要集中于其次生代謝產(chǎn)物的抗癌作用、促進(jìn)植物生長、增強(qiáng)宿主植物的競爭力和抗逆性等方面。在畜牧業(yè)和草坪業(yè),禾本科植物羊茅屬內(nèi)生真菌可提高植物抗病性和抗蟲性,增加產(chǎn)量。球毛殼(Chaetomiumglobosum)是子囊菌亞門核菌綱毛殼菌目毛殼菌科毛殼菌屬的真菌。在國外已被用于田間防治松苗猝倒病和蘋果黑星病。國內(nèi),原北京農(nóng)業(yè)大學(xué)生物防治研究室曾從棉花植株內(nèi)分離出1種毛殼(Chaetomiumsp.),經(jīng)人工莖基部注射后,有抑制致萎鐮刀菌擴(kuò)展的作用。為了解植物內(nèi)生真菌球毛殼(Chaetomiumglobosum)ND35對植物生長的影響及其生防活性,筆者分別在溫室和大田條件下檢測球毛殼ND35對植物生長的促進(jìn)作用和誘導(dǎo)抗病作用,以期為球毛殼ND35在田間應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。1材料和方法1.1菌株sordda、立枯絲核菌rhico辯證菌、番茄灰霉菌聚合物拮抗菌為植物內(nèi)生真菌球毛殼(Chaetomiumglobosum)ND35菌株。病原菌有楊樹腐爛病菌(Valsasordida)、立枯絲核菌(Rhizotoniasolani)、番茄灰霉菌(Botrytiscinerea)。上述菌種由山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病理系資源微生物實(shí)驗(yàn)室提供。植物材料:楊樹扦插枝條由山東農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院提供,品種為107楊;供試菜豆品種為良選二號地豆王,由天津市薊農(nóng)種業(yè)公司生產(chǎn)。番茄品種為改良毛粉802,由西安秦皇種苗有限公司生產(chǎn)。1.2球毛殼nd33的麥粒培養(yǎng)基采集1年生楊樹枝條,剪成20cm左右的插穗。扦插楊樹枝條時(shí),設(shè)2個(gè)處理:①接種10g長有球毛殼ND35的麥粒培養(yǎng)基;②接種10g無球毛殼ND35的麥粒培養(yǎng)基為對照。出芽后,4月26日開始測量楊樹高度,連續(xù)7個(gè)月定期測量楊樹高度,直至12月,再測量楊樹1.3m處的胸徑,同時(shí)調(diào)查側(cè)根(d≥8mm)數(shù)量。1.3nd35毛殼誘導(dǎo)抗病性試驗(yàn)1.3.1發(fā)病情況調(diào)查10月中旬,在2個(gè)處理組的楊樹中分別隨機(jī)選擇9棵,設(shè)3次重復(fù)。在病原菌接種前3d,處理①的楊樹在根部再接種1次ND35,以提供刺激信號;處理②的楊樹也刨根后重新種植,以提供可靠的對照試驗(yàn)。采用燙傷接種方法,在主干距地面高50和100cm(約樹干的1/3和2/3)處先用火燙傷樹皮,再接種含病原菌菌絲體的PDA菌餅。用脫脂棉、保鮮膜將接菌點(diǎn)包裹,每天滴加無菌水保濕,1周后去除脫脂棉、保鮮膜。在隨后1個(gè)多月統(tǒng)計(jì)發(fā)病情況,以29d后發(fā)病的為0級,26～28d發(fā)病的為1級,23～25d發(fā)病的為2級,20～22d發(fā)病的為3級,19d之內(nèi)發(fā)病的為4級。分級計(jì)數(shù),計(jì)算發(fā)病率、病情指數(shù)和拮抗效果。拮抗效果(%)=(對照組病情指數(shù)-處理組病情指數(shù))/對照組病情指數(shù)×100。1.3.2發(fā)病情況的確定由于環(huán)境和楊樹品種的因素,6月楊樹感染葉銹病。8月在楊樹1.3、1.7、2.1m處分別調(diào)查2個(gè)處理組楊樹葉片正面(冬孢子堆)及背面(夏孢子堆)的發(fā)病情況。在發(fā)病楊樹上,根據(jù)同一高度葉正面和葉背面的病斑面積占葉片總面積的比例確定分級標(biāo)準(zhǔn):沒有發(fā)病為0級、0～20%發(fā)病為1級、20%～40%發(fā)病為2級、40%～60%發(fā)病為3級、大于60%發(fā)病為4級。計(jì)算發(fā)病率、病情指數(shù)和拮抗效果。拮抗效果(%)=(對照組病情指數(shù)-處理組病情指數(shù))/對照組病情指數(shù)×100。1.3.3灰霉菌生長和懸浮液制備的測定取大小、飽滿度一致的菜豆、番茄種,在28℃下催芽2d后播種,用已滅菌的含30%育苗基質(zhì)的土壤種植于溫室中。將菜豆、番茄分別分為2個(gè)處理。處理①:接種拮抗菌ND35;處理②:不接種ND35。定期澆水。菜豆生長8d后、番茄生長6周后各取葉片15片,洗凈,自然晾干,在試驗(yàn)盆中保濕,備用。106cfu/ml的灰霉菌孢子懸浮液制備方法見參考文獻(xiàn),取10μl滴于葉片正面,于23℃保濕培養(yǎng)。36h后分別測量病斑長短直徑,計(jì)算病斑面積,分級標(biāo)準(zhǔn)、病情指數(shù)和誘導(dǎo)抗性效果計(jì)算方法見參考文獻(xiàn)。1.4接種立枯絲核菌取大小及飽滿度一致的菜豆種子,28℃催芽2d后播種于已滅菌的含30%育苗基質(zhì)的土壤中。處理組:播種時(shí)接種內(nèi)生菌球毛殼ND35,同時(shí)接種立枯絲核菌;對照組:播種時(shí)只接種立枯絲核菌。每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù),完全隨機(jī)排列。在接種10d后觀察發(fā)病情況,根據(jù)病斑直徑占莖基周長的比例確定分級標(biāo)準(zhǔn):沒有發(fā)病的植株為0級,<25%發(fā)病為1級、25%～50%發(fā)病為2級、50%～75%發(fā)病為3級、>75%發(fā)病為4級。計(jì)算病情指數(shù)和防治效果。防治效果(%)=(對照組病情指數(shù)-處理組病情指數(shù))/對照組病情指數(shù)×100。2結(jié)果與分析2.1在不同的植物中接種nd33在接種球毛殼ND35后,楊樹扦插苗在整個(gè)生長季節(jié)都未表現(xiàn)不良性狀。接種ND35后楊樹苗的平均高度高于對照組(圖1A),雖然統(tǒng)計(jì)分析不顯著,但也具有統(tǒng)計(jì)意義,這與印敬明等研究的ND35能顯著促進(jìn)番茄株高生長的結(jié)果不一致。但是接種ND35后的楊樹苗1.3m處胸徑明顯大于對照,統(tǒng)計(jì)分析表明在0.05水平上差異顯著(圖1B);接種ND35的楊樹側(cè)根(d>8mm)數(shù)量要多于對照組(圖1C),且在0.05水平上差異顯著。寄主植物接種ND35后能為植物的生長提供發(fā)達(dá)的根系,從而為植物的生長發(fā)育奠定基礎(chǔ)。以上結(jié)果說明ND35能夠?qū)闹髦参锏纳L量產(chǎn)生有益影響,并能促進(jìn)楊樹根系、株高、胸徑的生長。2.2nd35毛殼中的誘導(dǎo)抗病作用2.2.1分生孢子器分生孢子器通過對楊樹腐爛病發(fā)病情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn),處理①相對于處理②的楊樹病情較輕,在接種楊樹腐爛病菌后,處理②的楊樹首先出現(xiàn)腐爛病癥狀,呈現(xiàn)水漬病斑,略腫脹,皮層組織腐爛變軟,后期在病斑上長出許多黑色小突起即病菌分生孢子器。以發(fā)病時(shí)間為分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果表明,球毛殼ND35能誘導(dǎo)楊樹對腐爛病菌產(chǎn)生拮抗作用(表1)。2.2.2不同密度葉銹病葉片和葉片由于楊樹品種和氣候因素影響,楊樹感染葉銹病,其發(fā)病率達(dá)100%。通過發(fā)病葉片數(shù)占楊樹總?cè)~片數(shù)及發(fā)病面積占總面積的百分?jǐn)?shù)來看,處理①明顯比處理②葉銹病病情要輕,且楊樹越往上部病情越輕(表2)。葉片背面,在楊樹高1.7m處,拮抗效果最好;葉片正面,在楊樹高1.3m處拮抗效果最好。說明球毛殼ND35對由楊樹柵銹菌(Melampsorapuplicola)引起的楊樹葉銹病有一定的拮抗效果。2.2.3用圖22分析試驗(yàn)結(jié)果表明,ND35對番茄、菜豆灰霉病均有誘導(dǎo)抗病作用(圖2)。比較試驗(yàn)組和對照組發(fā)病病斑面積發(fā)現(xiàn),接種ND35后,番茄和菜豆的病情指數(shù)分別為25.0和43.0,對灰霉病防治效果分別達(dá)58.85%和35.65%。2.3病情指數(shù)測定菜豆從感染立枯絲核菌到發(fā)病,需要一段較長的時(shí)間。因此試驗(yàn)中選擇了接種病原菌后10d取樣調(diào)查病情指數(shù)。從試驗(yàn)結(jié)果(圖3)可以看出,菜豆幼苗不接種ND35的對照組和接種ND35的處理組病情指數(shù)分別為51.7和25.4,防治效果達(dá)50.9%,說明球毛殼ND35對立枯絲核菌有較好的拮抗作用。3球毛殼nd33藥物代謝特性球毛殼ND35(過去報(bào)道為螺旋毛殼ND35)是從健康毛白楊中分離的1株植物內(nèi)生真菌,能夠較好定殖于番茄、黃瓜和菜豆植株內(nèi),并對番茄生長有較好的促進(jìn)作用,對黃瓜苗期猝倒病的防治效果達(dá)80.7%。這為利用植物內(nèi)生真菌防治植物病害奠定了基礎(chǔ)。該試驗(yàn)表明,球毛殼ND35在植物體內(nèi)定殖后能促進(jìn)楊樹根系和胸徑的生長,使植株粗壯,有利于提高植物的抗病性;接種球毛殼ND35能誘導(dǎo)楊樹對腐爛病菌和葉銹病菌產(chǎn)生較好的拮抗效果;也能誘導(dǎo)番茄和菜豆對灰霉病菌產(chǎn)生抗病性,誘導(dǎo)抗性效果分別達(dá)58.85%和35.65%。這可能是球毛殼ND35誘導(dǎo)植物產(chǎn)生了誘導(dǎo)系統(tǒng)抗病性(Inducedsystemicresistance,ISR)。這種誘導(dǎo)系統(tǒng)抗病性通常具有廣譜性、系統(tǒng)性和非特異性,使植物對多種真菌、細(xì)菌、病毒病害,甚至對一些害蟲和線蟲產(chǎn)生抗性,這為多途徑利用植物誘導(dǎo)抗病性防治植物病害開辟了廣闊前景。毛殼菌為楊樹體內(nèi)習(xí)居的自然內(nèi)生菌優(yōu)勢種群,而非引進(jìn)的生防因素。在與寄主長期協(xié)同進(jìn)化的過程中,在生理上已彼此適應(yīng)。因而具有較強(qiáng)的適生性,相對比較穩(wěn)定,易于在短期內(nèi)形成種群優(yōu)勢,比引進(jìn)的外來拮抗菌具有更強(qiáng)的競爭能力。這可能是球毛殼ND35能夠有效防治楊樹腐爛病和葉銹病的重要原因?？傊?內(nèi)生菌球毛殼ND35