董玉蘭,唐前君,易圖永,肖啟明
(湖南農業大學生物安全科技學院,湖南 長沙 410128)
柑橘潰瘍病是一種細菌性植物病害,因導致植株枝葉及果實產生潰瘍性病斑而得名,公認為世界性的檢疫病害,對農業生產造成巨大損失[1]。近年來,柑橘潰瘍病的防治已經由最初的化學防治轉向更具優勢的生物防治[2]。生物防治的優勢在于其防治劑只對有害病菌起作用,不僅可避免化學藥物對農產品的污染,而且可保護生態環境免遭破壞[3]。而拮抗微生物的利用又是生物防治措施中的研究重點。有報道稱可從柑橘葉片、果實及柑橘園土壤中分離出有拮抗作用的菌株[4-5],因此筆者采集了湖南不同地區的土壤,擬從中分離純化出對柑橘潰瘍病菌有拮抗作用的微生物,再通過篩選及室內防效測試,選取防效最好的菌株,為制備柑橘潰瘍病生物防治劑做準備。
通過5 點取樣法分別于慈利、郴州、永州、長沙等地的水稻、煙草、柑橘產區采集了16 個土壤樣品;供試病原菌和供試柑橘苗(臍橙)由國家柑橘改良中心長沙分中心提供;供試培養基有牛肉膏蛋白胨培養基、高氏一號培養基(放線菌)、PDA 培養基(真菌)。
1.2.1 拮抗菌分離與純化 取各種土樣10 g,放入裝有90 mL 無菌水(有玻璃珠)的三角瓶中,震蕩1 h;將菌懸液依次稀釋;細菌采用混勻法,真菌和放線菌采用涂沫法進行分離純化[6-7]。從采集到的16個土樣中,共分離出細菌167 株,放線菌92 株,真菌88 株,總計347 株,用于拮抗試驗。
1.2.2 拮抗菌株篩選 采用平板對峙法進行初篩,選擇初篩試驗中有拮抗效果的菌株進行牛津杯法復篩[8-9]。
1.2.3 拮抗菌形態學觀察 采用基礎培養基表面劃線的方法,觀察菌落形態;用大腸桿菌和葡萄球菌分別作陰性和陽性對照,對拮抗效果最好的菌株做鏡檢,觀察其顯微結構。鑒定標準參照《常見細菌系統鑒定手冊》[10]進行。
1.2.4 拮抗菌室內防效試驗 選取復篩試驗中拮抗效果明顯的菌株進行活體防效試驗。供試拮抗菌和供試柑橘潰瘍病菌分別制備成濃度約為1×108cfu/mL 的菌懸液,采用雙面噴施的方法做4 組處理:A 先噴施拮抗菌菌懸液(AM),2 d 后噴施柑橘潰瘍病病原菌菌懸液(PC);B 同時噴施AM 和PC;C 先噴施PC,2 d 后噴施AM;D 同時噴施PC 和清水做對照,每個處理3 次重復,每個重復20 個葉片,接種后,保濕10 d,控制環境溫度在28℃左右,每隔一個星期觀察一次發病情況。抗潰瘍病分級標準參照《農藥田間藥效試驗準則》[11]進行。
發病率、病情指數和相對防效的計算公式如下:


平板對峙初篩后得到有拮抗作用的細菌21株,放線菌6 株,真菌4 株。牛津杯法復篩后得到3個拮抗效果最好的菌株CZR1、CLH2、CLT3,分別來自郴州仁義鎮水稻土、張家界慈利鄉柑橘園土和張家界慈利鄉柑橘園土。從圖1 可知:CZR1 號菌株的抑菌圈直徑的平均值在43 mm 左右,抑菌圈邊緣模糊;CLH2 菌株的抑菌圈直徑的平均值在55 mm左右,抑菌圈邊緣略微隆起;CLT3 的抑菌圈直徑的平均值在45 mm 左右,抑菌圈邊緣清晰。

圖1 3 株拮抗菌的抑菌效果
從圖2 可看出,CZR1 的菌落小而密集,圓滑不透明,不產色素;CLH2 的單菌落表面圓滑且體積大,直徑可達5 mm 左右,不透明,菌體產綠色素,培養基呈綠色;CLT3 的單菌落大小較為均勻,質地緊密不易挑起,干燥多皺的表面產生一層白色絨毛狀的菌絲,與放線菌的菌落形態相似,其培養基的顏色因菌體產黑色素而發黑。

圖2 3 株拮抗菌菌落形態
通過革蘭氏染色、芽孢染色、鞭毛染色及莢膜染色法對三株拮抗效果顯著的菌株光學顯微觀察,其特征如下:CLT3 ,革蘭氏染色陽性,無芽孢,無鞭毛,也無莢膜;CLH2,革蘭氏染色陰性,無芽孢,有單鞭毛和莢膜;CZR1,革蘭氏染色陰性,有芽孢和莢膜,無鞭毛。
顯微結構顯示:CLT3 呈分枝絲狀,氣生菌絲白色,基內菌絲深灰色,孢子卵圓形,具典型的放線菌特征;CLH2 為兩端鈍圓的桿狀,有的排成線狀,有的排成短鏈狀;CZR1 為棒狀,同CLH2 一樣表現出細菌的特征。

表1 3 株拮抗菌生理生化反應
3 株拮抗菌的生理生化測定結果顯示(表1),3株菌株在氧化酶、接觸酶、葡萄糖氧化發酵等多項生化測試中呈現明顯差異。在15 項檢測中,CLT3與CLH2 有8 項結果相同,與CZR1 有10 項結果相同,而CLH2 和CZR1 的測試結果有11 項相同,CLH2 和CZR1 的親緣關系較之CLT3 和CZR1、CLT3 和CLH2 較為親近。根據生理生化測定結果和《常見細菌系統鑒定手冊》初步判斷,CLT3 為鏈霉菌屬,CLH2 為假單胞菌屬,CZR1 為伯克氏菌屬。
不同處理方式的防效結果顯示(表2),B 處理的發病率與病情指數明顯低于A 和C 處理,防效較之A、C 更為明顯。綜合三株拮抗菌看,CLT3 的防效最為突出,尤其是B 處理防效達到83.85%。統計分析結果表明,試驗組的柑橘潰瘍病的發病率和病情指數均比對照組低,三株拮抗菌的防效基本都在50%以上。這說明在溫室環境下(28~30℃,濕度40%),以上三株拮抗菌皆表現出較好的防效。

表2 3 株拮抗菌溫室防治效果
試驗從水稻田區,煙草輪作區,荒廢的柑橘園區及無病的園區采集了16 種土壤樣品,分離純化出31 株拮抗菌株,占總菌數的8.93%。其中,來自無病柑橘園區的菌株占所有拮抗菌總數的74.19%,可見無病的柑橘園區是分離柑橘潰瘍病菌的主要來源。杯碟法試驗結果顯示,31 株拮抗菌株中CZR1、CLH2 和CLT3 三株菌株的抑菌活性最強,對供試柑橘潰瘍病菌的抑菌圈直徑均大于40 mm。室內防效以CLT3 菌株的拮抗效果最突出,相對防效可達83.85%。
經形態學研究,CLT3 與放線菌的形態特征相似,CZR1 和CLH2 兩株菌株的形態特征與細菌的較為相符;采用傳統的生理生化測定結合形態特征觀察,對三株拮抗菌進行了初步分類,結果表明CLT3 為鏈霉菌屬,CLH2 為假單胞菌屬,CZR1 為伯克氏菌屬。
該研究結果說明,從土壤中可以篩選出對柑橘潰瘍病有明顯拮抗作用的菌株,豐富了拮抗菌資源庫。三株菌株所屬的具體種屬、分子生物學特性、殺菌作用機理,以及在自然環境中的田間防效有待進一步研究。
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