煙草病蟲害生物防治研究進(jìn)展

煙草病蟲害生物防治研究進(jìn)展

中國是世界上最大的卷煙制造商，擁有約30%的總卷煙產(chǎn)量和總銷售額。目前煙草稅收已經(jīng)占到我國財(cái)政收入的1/10,煙草已成為我國重要的經(jīng)濟(jì)植物。隨著栽培條件的變化,煙草的病蟲害危害也日益嚴(yán)重,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國每年煙草病害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失在7億元以上。由于化學(xué)農(nóng)藥的使用,造成了煙葉中農(nóng)藥殘留的增加,病害的抗藥性增強(qiáng)和再猖獗,影響農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,并危及人類健康、破壞生態(tài)平衡。因此,大力開展生物防治研究對于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展非常必要而又十分迫切。煙草病害生物防治已成為近年來科技工作者研究較多和最具發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域,受到國內(nèi)外的普遍關(guān)注。1煙草病毒病的分布現(xiàn)狀據(jù)報(bào)道,全世界煙草病害約有百余種。我國1989~1991年的全國煙草侵染性病害調(diào)查表明,我國煙草侵染性病害68種,其中危害嚴(yán)重的近20種。就目前來看,各煙區(qū)病毒病有日益嚴(yán)重的趨勢;某些煙區(qū)的葉部病害也較往年為重,根莖病害在南部煙區(qū)也有回升現(xiàn)象,苗床期的空莖病在局部煙區(qū)開始流行。近年來,煙草赤星病、蛙眼病出現(xiàn)較大的流行。全世界每年因煙草病害都會造成不同程度的損失,例如,我國1986年煙草病毒病在全國范圍內(nèi)嚴(yán)重流行,導(dǎo)致減產(chǎn)約20%,造成經(jīng)濟(jì)損失2.6億元左右;而美國1990年因黑脛病損失1610.8萬美元。2防疾病的研究2.1卷煙污染的防治目前進(jìn)行生物防治研究的煙草真菌病害主要是煙草赤星病、黑脛病、立枯病、根黑腐病、猝倒病等。2.1.1抗病毒株的制備木霉菌作為一類理想的生防菌,日益受到國內(nèi)外的普遍關(guān)注,其作為商品注冊的生防制劑已達(dá)十幾種。利用誘補(bǔ)法從土壤中分離出多株木霉菌株,分別對煙草赤星病菌(Alternariaalternata)、煙草疫霉、膠孢炭疽菌、立枯絲核菌和煙草黑脛病菌(Phytophthoranicotiana)有拮抗作用。其中1株菌株對黑脛病的室內(nèi)防效為97.6%(濃度為106個(gè)/ml);田間移栽時(shí),每株施用4g防效可達(dá)67%以上。印度研究者指出,用Glomusfasciculatum和哈茨木霉(Trichodremaharzianum)于苗期雙重接種防治煙草黑脛病,可增加成苗率。哈茨木霉在培養(yǎng)皿上可吞沒煙草黑脛病菌,并對0號小種有很強(qiáng)的抗性。2.1.2煙草黑測定有研究報(bào)道,除木霉菌外其他生防真菌對煙草病害也有一定的拮抗作用。用非致病的雙核絲核菌(NonpathogenixbinucleateRhizoctonia)控制煙草黑脛病效果可達(dá)40%~70%,土壤真菌中的青霉(Penicillumspp.)、木霉(Trichodremaspp.)等也是常見的拮抗菌,具有刺激煙草疫霉菌菌絲溶解、抑制菌絲生長以及重寄生等功能。2.1.3微生物菌素關(guān)于拮抗菌對病原細(xì)菌的作用行為,研究表明,多數(shù)拮抗菌對病菌的控制是通過產(chǎn)生細(xì)菌素實(shí)現(xiàn)的。通過對Escherichia、Bacillus、Agrobacterium、strepepcoccus、Clostridirum、Rhizoctium等屬的研究,證實(shí)這類細(xì)菌均有質(zhì)粒編碼的細(xì)菌素存在,通過產(chǎn)細(xì)菌素基因和免疫基因分析進(jìn)一步得到了證實(shí)。研究結(jié)果認(rèn)為,拮抗菌通過產(chǎn)生細(xì)菌素而抑制目標(biāo)菌的擴(kuò)展。如對煙草黑脛病有防病促生作用的假單胞桿菌(Pseudomonasspp.)和芽孢桿菌(Bacillusspp.)以及對煙草疫霉菌有拮抗作用的細(xì)菌芽孢桿菌(Bacillusspp.)都是通過產(chǎn)生抗菌素而使煙草疫霉菌絲溶解。利用煙草內(nèi)生細(xì)菌防治煙草病害,克服了以往從根圍促生細(xì)菌篩選出的生防菌定植差和受環(huán)境影響大的特點(diǎn),使該菌應(yīng)用于煙草病害綜合生物防治中成為可能。2.1.4抗病斑擴(kuò)展和新病斑產(chǎn)生應(yīng)用抗生素防治煙草赤星病的研究較多。王新民等研究表明,科生霉素可顯著抑制赤星病菌孢子萌發(fā),使其喪失萌發(fā)能力或產(chǎn)生畸形芽管,并能抑制菌絲生長,早期預(yù)防可延遲赤星病發(fā)病期10d左右,病害發(fā)生后可有效控制病斑擴(kuò)展和新病斑的產(chǎn)生,稀釋倍數(shù)200倍以內(nèi)施用3次,防治效果達(dá)70%以上。丁立孝等通過離體煙葉平皿疊培養(yǎng)篩選模型得到的鏈霉菌s-10菌株所產(chǎn)生的農(nóng)用抗生素對煙草赤星病菌有很強(qiáng)的抑制作用,用牛津小杯法測定的抑菌圈直徑可達(dá)3.20cm。抗生素發(fā)酵液的溫室盆栽試驗(yàn)兩種處理的防治效果分別為74.5%和75.3%。儲慧清等研究指出,拮抗球胞鏈霉菌AM6代謝產(chǎn)物田間防治煙草赤星病效果可達(dá)80.3%,有望生產(chǎn)出制劑,應(yīng)用于煙草赤星病的防治。2.1.5不同種類植物葉片抽提物對黑髂病的抑制率國內(nèi)外對植物源農(nóng)藥也有較多的研究。兩種中草藥的提取物對煙草黑脛病菌5d后的EC50值分別為1.32和0.59g/L,有直接開發(fā)成植物源殺菌劑的可能。印度研究發(fā)現(xiàn),蘭香(Ocimumsanctum)、桉樹(Euculyptuscitriodora)和Piperbetle3種植物葉片抽提物的10%水溶液對黑脛病的抑制率達(dá)84.4%~86.5%;楨桐(Clerodendroninerme)、馬纓丹(Lantanacamara)和Nicotiananudicaulis3種植物葉片抽提物的10%水溶液對煙草黑脛病的抑制率為55%~62.7%。2.2抗菌藥物及改物農(nóng)藥目前對煙草細(xì)菌病害生物防治研究較多的有煙草青枯病、野火病。黎定軍等研究表明,土壤中存在許多對煙草青枯病和野火病有拮抗的細(xì)菌。其中AQB-46、AQB-33和AQB-62等菌株可望研制成生物農(nóng)藥,使之能更有效地防治煙草青枯病。利用ABPS防治煙草青枯病已取得了較好的效果。應(yīng)用獸用抗生素青霉素鉀、四環(huán)素、硫酸鏈霉素等防治煙草野火病,室內(nèi)和室外試驗(yàn)結(jié)果表明,幾種藥劑室內(nèi)對煙草野火病菌株的毒力較強(qiáng),可與農(nóng)用鏈霉素相媲美;田間藥效試驗(yàn)結(jié)果與室內(nèi)一致,對野火病防效達(dá)60%左右。2.3根結(jié)線蟲危害目前全世界已報(bào)道的煙草寄生線蟲種類有根結(jié)線蟲、根痕線蟲、煙草孢囊線蟲、劍線蟲等。在我國根結(jié)線蟲發(fā)生普遍,危害嚴(yán)重。由于化學(xué)殺線蟲劑污染環(huán)境、選擇性差、破壞土壤生物區(qū)系等弊端日益為人們所重視,線蟲的生物防治已成為各國學(xué)者研究的熱點(diǎn)。2.3.1克氏原螯蝦tki煙草根結(jié)線蟲衰退土中食線蟲真菌的分布極為豐富,有7個(gè)屬30個(gè)種;衰退土不同,其分布情況和富集種也不同;衰退土中食線蟲真菌的垂直分布有一定特點(diǎn),以0~10cm深土層中分布最多,30cm以下最少。少節(jié)叢孢屬(Arthrobotrys)中以A.oligospora捕食率最高,接種后14d,捕食率接近100%。淡紫擬青霉(Paecilomyceslilacinrs)、厚垣輪枝菌(Verticillumchllamydosporiun)和巴氏桿菌都是重要的生防資源。此外,還有柱孢霉(Cylindrocapindesrutans)、尖孢鐮刀菌(Fusariumoxysporum)等種群。利用巴氏桿菌防治根結(jié)線蟲的研究表明,在上部煙葉收獲期,當(dāng)巴氏桿菌寄生率達(dá)90%時(shí),大田控制效果達(dá)67%;被寄生的雌成蟲不產(chǎn)卵,無繁殖力。該菌還可在土中累積,達(dá)到長效控制目的。目前,世界已報(bào)道的捕食真菌共計(jì)15屬100多種。我國的科研人員正在該方面進(jìn)行研究探索,擬為大田生防篩選高效菌株。2.3.2厚垣輪枝菌生防菌劑國外已有幾個(gè)線蟲生防制劑進(jìn)行了注冊,國內(nèi)對根結(jié)線蟲的研究也取得了一定進(jìn)展,用淡紫擬青霉(Paecilomycesliacilus)和厚垣輪枝菌(Verticilliumchlamyxlosporium)制成的生防菌劑防治煙草煙根結(jié)線蟲,其效果優(yōu)于化學(xué)藥劑克線靈,安全、可靠、無毒、無副作用,目前已在大田中推廣應(yīng)用。曲霉發(fā)酵液對南方根結(jié)線蟲的2齡幼蟲有較強(qiáng)的抑制作用,同時(shí)對卵和散卵粒也有很好的抑制孵化作用。2.4卷煙病毒的防病毒2.4.1應(yīng)用研究程序利用交叉保護(hù)作用防治植物病毒病的研究已有60多年的歷史,但其應(yīng)用研究卻只有十幾年。目前基因工程交叉保護(hù)作用在煙草病毒病防治中的研究非常活躍。侵染煙草的許多病毒如PVX、AMV、TMV和CMV等的轉(zhuǎn)外殼蛋白基因工程煙草植株(或品種)都已經(jīng)育成。2.4.2內(nèi)抗體活性物質(zhì)藥劑對病毒病的防治主要是利用鈍化和保護(hù)原理。寧南霉素對煙草花葉病有很好的治療作用,對煙草花葉病毒有明顯的鈍化效果。利用植物體內(nèi)抗病毒活性物質(zhì)抑制病毒的主要作用方式是抑制侵染和抑制增殖。劉學(xué)端等復(fù)配了一種對煙草花葉病防效較理想的藥劑MH11-4,多年的防治試驗(yàn)表明,MH11-4對TMV和CMV有強(qiáng)烈的體外鈍化作用,并能明顯抑制煙株體內(nèi)TMV和CMV的增殖;同時(shí),該藥劑還能顯著提高煙草植株體內(nèi)過氧化物酶的活性,對煙草有誘導(dǎo)抗病性的作用?；钚灾参镌谥参镌崔r(nóng)藥上的應(yīng)用還較少,有待于進(jìn)一步研究和開發(fā)。2.5基因轉(zhuǎn)移和抗性分析隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)的發(fā)展以及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的日趨完善,人們開始著眼于鑒定和克隆與抗病害有關(guān)的基因,并期望能通過基因轉(zhuǎn)移來提高煙草的抗病性。基因轉(zhuǎn)移技術(shù)可使目的基因從各種不同的生物體導(dǎo)入其他性狀優(yōu)良的煙草品種,克服種間不親和性,且能縮短育種年限,為煙草真菌病害的防治開辟了新的途徑,并已取得可喜成績。3生物化學(xué)農(nóng)藥的應(yīng)用前景生物防治作為煙草病害綜合防治的重要組成部分,具有無污染、無公害、長效等優(yōu)點(diǎn),在可持續(xù)農(nóng)業(yè)模式中占有十分重要的地位。生物農(nóng)藥在以后將會逐步替代化學(xué)農(nóng)藥而成為防治病蟲害的主要手段,這是必然的趨勢,生物防治研究也必然將從深度和廣度上加大。我國煙草病害的生物防治研究可從以下幾方面逐步展開:(1)雜草病對植物根際微生物的影響煙草在生育期間會發(fā)生多種病害,這些病害主要在植株的根部完成侵入和發(fā)展,病菌靠土壤傳播,還有一些病害的病原物在土壤中越冬。對根際微生物進(jìn)行深入研究,了解這個(gè)群體微生物種群及其變化、各種微生物間以及它們與煙草的關(guān)系和有益微生物與有害微生物相互作用的機(jī)制。進(jìn)一步篩選有利于控制根莖病害的拮抗微生物,尋求改善煙草根際微生物群體結(jié)構(gòu)、減輕病害的有效途徑。(2)煙草內(nèi)生菌的篩選對葉面微生物的研究將有助于了解葉面上微生物之間及它們與煙葉分泌物的關(guān)系,從而了解病原菌的侵入機(jī)制以及侵入過程中與周圍微生物的相互作用,從中篩選出可能的生防菌。類似于植株表面,植物體內(nèi)也生長著多種微生物和植物保持共生的關(guān)系。病原物