小麥內生細菌鑒定及其對小麥赤霉病菌的拮抗作用

2012-09-10 09:05:14溫輝芹裴自友張立生程天靈

山西農業科學 2012年7期

溫輝芹，裴自友，張立生，程天靈，李雪

（山西省農業科學院作物科學研究所，山西太原030032）

由禾谷鐮刀菌（Fusarium graminearum Schw.）引起的小麥赤霉病是世界溫暖潮濕和半潮濕地區小麥的重要病害之一，在我國主要流行于長江中下游冬麥區和東北春麥區，近年來隨著氣候變暖和耕作制度的變更，在黃淮麥區亦時有發生。隨著全球氣候變暖、耕作制度以及耕作方式的改變，其為害有日益加重的趨勢。

據全國農業技術推廣服務中心分析預測，2012年赤霉病在湖北東部和江漢平原、江蘇沿江和江蘇南部、安徽沿淮及其以南、浙江中北部、上海有偏重流行的潛在威脅，長江流域的其他麥區、黃淮南部有中等流行的可能，黃淮北部和華北南部有偏輕流行可能，全國發生面積400萬hm2。小麥赤霉病所造成的不孕以及灌漿不良、容重下降和病粒通常可引起10%～15%的顯著減產，嚴重時可達50%以上。赤霉病除了影響小麥產量和品質外，感病籽粒中的真菌毒素（主要為脫氧雪腐鐮刀菌烯醇deoxynivalenol，DON）還對人畜安全造成危害[1-2]。

目前，生產上通常使用保護性化學藥劑如氰烯菌酯、戊唑醇、多菌靈等對赤霉病進行防治，并且輔以準確的氣象預報，防治效果良好。但是施用化學藥劑防治會對生態環境造成污染，破壞自然生態平衡，因而，生物防治受到了廣泛的重視。

研究表明，80%的植物病害是由植物病原真菌引起，而芽孢桿菌屬既可以產生抗真菌物質，又是自然界廣泛存在的非致病菌，對人畜無害，不污染環境，因此，利用拮抗微生物防治植物病害成為當今植病界十分活躍的研究領域之一，并已顯示出良好的應用前景[3-7]。

本試驗以從小麥葉片與穗部分離的5份拮抗菌為材料，鑒定其種類和對小麥赤霉病菌的拮抗效果，以期為小麥赤霉病害的可持續控制提供新材料。

1 材料和方法

1.1 材料

供試的5份小麥內生拮抗菌菌株（JY2，JY1-3，JY1-4，JY1-9，JY1-16）由福建省南平市農科所提供。供試的小麥赤霉菌FJ-2收集自福建，由山西省農業科學院作物科學研究所保存。

1.2 方法

1.2.1 拮抗菌的觀察將極少量拮抗菌與水混合，然后用移液器取1滴于載玻片上，涂片，用Olympus BH-2顯微鏡觀察。

1.2.2 拮抗作用測定將0.5 cm（打孔器直徑）赤霉菌菌碟接種在馬鈴薯培養基（PDA）平板中心，然后進行培養，同時在距中心2.5 cm處對呈對稱分布的4個點分別接上5份內生拮抗菌，1個培養皿接種1種拮抗菌，3次重復。在25℃下恒溫培養7 d，根據抑菌面積觀察拮抗的效果。

2 結果與分析

2.1 拮抗菌的形態觀察

利用相差顯微鏡觀察發現，分離自小麥的5份內生拮抗菌均為芽孢桿菌（Bacillus spp.）。

2.2 對赤霉菌的拮抗效果

觀察發現，在赤霉病菌與拮抗菌接觸前，呈輻射狀生長，菌落呈圓形。隨著2種菌的生長，當赤霉菌與拮抗菌接觸后，因受到拮抗菌的拮抗作用，會發現赤霉菌的4個方向發生凹陷生長，菌落呈四角凹陷狀。與拮抗菌接觸處赤霉菌生長緩慢，未與其接觸處不受阻礙，結果拮抗菌長成近似“十”字型的凹陷狀包圍赤霉菌菌落，形成明顯的抑菌帶。赤霉病菌菌絲顏色呈暗紅色，氣生菌絲呈橘黃色。結果表明，JY1-3，JY1-4，JY1-9，JY1-16，JY2拮抗菌株在不同程度上對赤霉病菌有一定的拮抗作用，從接種后4 d的拮抗作用看，5個菌株的拮抗效果無明顯差異（圖1）。從接種后7 d的拮抗效果看，JY1-9的拮抗效果最好，其次依次為 JY1-3，JY1-4，JY1-16，JY2（圖 2）。

3 結論與討論

通常人們通過小麥不同品種間雜交，或小麥同近緣物種雜交導入外源基因等方法來獲得對赤霉病具有不同程度抗性的品種，但尚未育成高抗赤霉病的小麥品種用于生產，小麥赤霉病的防治還主要依賴化學防治。隨著人們生態意識的不斷提高，研究和開發更安全的生物農藥成為必然。目前，小麥赤霉病的生物防治研究工作已取得一定進展[7-9]。

本試驗發現，來自福建南平市農科所（全國唯一的一個國家小麥赤霉病自然抗性鑒定基地）的5份拮抗菌具有赤霉菌抑菌活性，且不同菌株的抑菌活性不同，從中篩選出2份對小麥赤霉病菌菌絲生長具有較強抑制作用的拮抗菌菌株。考慮到僅是培養基上的鑒定結果，今后還需要進行田間試驗來確定菌株JY1-9，JY1-3抑制赤霉病的實際效果，以期將這些菌株用于生物防治。研究中還發現，5份拮抗菌對高溫（50～60℃）均有很好的耐受性，用滅菌水可以長期保存拮抗菌，這些都為進一步研究提供了有利的條件。

今后應進一步分離、提取有特異性抑菌作用的抗菌蛋白，并通過與植物病原菌共培養鑒定對菌絲的影響，明確抗菌蛋白的抑菌機理。考慮到拮抗菌在小麥白粉病、紋枯病和全蝕病菌等方面的應用價值[10-16]，有必要探討其在其他病害防治中的應用。

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