穿刺巴斯德芽菌Ppgh—3對番茄根結線蟲病防效研究

商桑　田麗波　孫新蕊　黃慧琴　朱軍　孫前光　鮑時翔

摘 要 為了探討穿刺巴斯德芽菌Ppgh-3對番茄根結線蟲病的防效，對種植在含有根結線蟲土壤中的番茄根系周圍接種不同量的穿刺巴斯德芽菌Ppgh-3，在接種后的30、45、60 d分別測定番茄的株高、莖粗、根重、地上部重、根冠比、根系活力、病情指數，并在結果期測定單果重和3穗果的單株產量。結果表明：根結線蟲侵染會造成番茄株高、產量、地上重顯著降低，莖粗明顯變細，根重、根冠比顯著增加，根重、根系活力先升高后降低。接種穿刺巴斯德芽菌后，各處理的株高、產量、地上部重、莖粗均較只施線蟲對照增加，而根重、根冠比則降低，接種穿刺巴斯德芽菌量最多的處理，株高比只接種根結線蟲的處理增加6.55%，莖粗增加了16.99%，地上重增加了34.26%，根重減少了13.98%，病情指數降低了64%，果實產量增加了61.56%，與接種根結線蟲的處理存在顯著差異。這說明穿刺巴斯德芽菌Ppgh-3對根結線蟲具有防治效果，而高接種量的穿刺巴斯德芽菌對番茄根結線蟲病的防治效果最好。

關鍵詞 根結線蟲；穿刺巴斯德芽菌；防效；產量

中圖分類號 S436.412 文獻標識碼 A

Abstract To determine the control effect of P. penetrans Ppqh-3 on tomato root-knot nematode disease， Pasteruia penetrans Ppqh-3 was inoculated around the tomato root which was infected by M.incognita and the plant height， stem diameter， root weight， root shoot radio， root activity， disease index and the single fruit weight and the yield per plant were measured at 30 d， 45 d and 60 d after inoculation， respectively. The results showed that after P. penetrans inoculation， the plant height， yield， crown weight and stem diameter of all inoculation treatments increased than the control treatment with root-knot nematode only，but the root weight and root shoot radio decreased. For the highest inoculation treatment， the plant height was 6.55% higher than the treatment with root-knot nematode only， it was 16.99% for stem diameter and 34.26% for crown weight， the root weight decreased 13.98%， the disease index decreased 64% and the yield per plant increased 61.56% and all these were significantly different with the control treatment. The control effect of P. penetrans Ppqh-3 on tomato root-knot nematode was the best for the treatment with high inoculation quantity.

Key words Meloidogyne；Pasteuria penetrans；Control effect；Yield

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.07.022

根結線蟲（Meloidogyne spp.）是植物寄生線蟲中分布最廣、危害最大的一個類群。世界各地均有根結線蟲病發生的報道，它能夠侵染分別屬于114科的3 000多種寄主植物[1]，侵染作物后，使農作物減產10%～75%，同時使植物易感染其他病害[2-3]。已有大量研究結果表明，中國熱帶、亞熱帶地區病原線蟲優勢種群為南方根結線蟲[4-5]，在熱帶、亞熱帶地區，病原線蟲無越冬現象，危害更為嚴重，海南冬季蔬菜中所有瓜類、茄果類和豆類均可感染根結線蟲病[4]。

目前，根結線蟲的防治方法主要有農業防治、物理防治、化學防治及生物防治等，其中生物防治方法因具有環境友好、對人體無害等特點而越來越受到重視。

穿刺巴斯德芽菌（Pasteuria penetrans）屬于厚壁菌門（Firmicutes）、芽胞桿菌目（Bacillules）、巴斯德芽菌科（Pasteuriaceae）、巴斯德芽菌屬（Pasteuria）的產芽胞細菌，是根結線蟲的專性寄生菌，被其感染的根結線蟲雌蟲不能產卵或只產少量卵，有效地降低了土壤中根結線蟲的數量[6]，同時，感染了穿刺巴斯德芽菌的根結線蟲活動能力減弱，阻礙了其侵入寄主根系[7]。因穿刺巴斯德芽菌獨特的作用方式及其休眠芽胞的強抗逆性，被認為是目前防治根結線蟲最有潛力的生防因子之一[8-9]。國內外許多學者，如潘滄桑等[10]、王志偉等[11]、賈本凱[12]等對穿刺巴斯德芽菌防治根結線蟲效果進行了大量研究，并取得了一定進展。本研究在前期工作中已獲得多株穿刺巴斯德芽菌相關菌株，通過形態學及分子鑒定，確定菌株Ppqh-3為穿刺巴斯德芽菌，通過吸附侵染實驗發現其對南方根結線蟲具有較高的侵染活性及對多種根結線蟲的廣譜寄生能力[13]。

基于根結線蟲的發生越發嚴重，而關于利用穿刺巴斯德芽菌對根結線蟲的生物防治深入、系統的研究并不多見。因此本研究通過接種不同接種量的、自制的穿刺巴斯德芽菌菌劑，分別測定接種后不同時期番茄的生長指標、病情指數及產量來研究穿刺巴斯德芽菌對番茄根結線蟲病的防治效果，為研究穿刺巴斯德芽菌-根結線蟲-植物之間的互作提供了理論依據，同時也為進一步將該菌株開發成對根結線蟲具有實際應用價值的生防制劑奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 植物材料 番茄（Lycopersicon esculentum，綠友牌超級大明星），購于廣東省湛江市大地蔬菜種子有限公司。

1.1.2 實驗用盆 直徑40 cm、高45 cm的無紡布袋花盆

1.1.3 供試土壤 采自海南大學儋州園藝園林學院實驗基地，經檢驗線蟲種類為南方根結線蟲，病土混勻后線蟲密度為5頭/10 g。每盆裝土量為2.5 kg（無菌土是將病土用高壓滅菌鍋120 ℃濕熱滅菌20 min，取出晾干備用）。

1.1.4 供試菌 穿刺巴斯德芽菌（Pasteuria penetrans）菌劑（以下簡稱為菌劑）由本實驗室自采穿刺巴斯德芽菌菌株Ppgh-3經擴繁獲得，配成密度為2×106/mL的孢子懸浮液備用。

1.2 方法

1.2.1 番茄種植及實驗設計 試驗始于2012年11月25日，將番茄種子用1% NaClO表面消毒10 min，用蒸餾水沖洗3遍，培養皿中鋪濕潤濾紙28 ℃催芽，待發芽后進行無菌土穴盤播種。待苗齡達到4葉1心時進行定植，同時進行接種。實驗共設6個處理，分別為對照組CK1（陽性對照，只接病土）、處理1（病土+50 mL菌劑）、處理2（病土+接種100 mL菌劑）、處理3（病土+150 mL菌劑）、處理4（病土+200 mL菌劑）、CK0（滅菌土，不接種菌劑），每個處理重復3次，每次重復10株苗。在番茄苗定植后30、45、60 d時采樣（每次采樣10株，取平均值），分別測定株高、莖粗、地上部重、根重、病情指數及產量等指標。

1.2.2 株高、莖粗、根鮮重、地上鮮重的測定 采用皮尺、游標卡尺測定株高和莖粗，天平測定根鮮重和地上部重，根冠比=根鮮重/地上部重。

1.2.3 根系活力的測定 參照李合生[14]的TTC法。

1.2.4 病情指數的測定 分級標準：無根結為0級；1%～25%根有根結為1級；26%～50%根有根結為3級；51%～75%根有根結為5級；76%～ 100%根有根結為7級。病情指數=∑各級株數×嚴重度級數/調查總株數×最高病級數×100[15]。

1.2.5 產量的測定 果實成熟后測其單株果重，共測3穗果的單株總產量（每次隨機選取10株采樣，取平均值）。

1.3 數據處理

采用DPS7.05軟件進行方差分析，采用Microsoft Excel進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 穿刺巴斯德芽菌對番茄株高的影響

不同接種量的穿刺巴斯德芽菌對番茄株高的影響見表1，接種后30、45、60 d時，不同處理的株高均高于只施線蟲的對照，而低于無病土的對照，說明根結線蟲的侵染導致番茄株高比正常情況低。接種后30 d時，不同處理和對照相比差異不顯著，但2個對照之間即無病土和施入線蟲的病土的番茄株高差異達到了顯著水平，各處理比只施線蟲的對照分別增加了6.14%、3.37%、6.14%、6.73%，處理4增加的最多。接種后45 d時，各處理和對照的株高都有小幅增高，處理4與處理1、2及CK1差異顯著，與CK0差異不顯著，各處理比CK1分別增加了5.52%、3.99%、3.55%、9.91%，處理4增長的最多。接種后60 d時，各處理與CK1差異不顯著，與CK0差異達到了顯著水平，各處理比CK1分別增加了4.43%、0.55%、7.20%、6.55%，處理3、4增加的最多。

2.2 穿刺巴斯德芽菌對番茄莖粗的影響

穿刺巴斯德芽菌對莖粗的影響見表2。接種后30、45、60 d時，低接種量的各處理與CK1莖粗差異較小，高接種量的各處理的莖粗仍高于對照CK1和低接種量處理，而小于CK0，根結線蟲的侵染導致番茄莖粗低于正常情況。接種后30 d時，各處理及對照間差異均不顯著，處理2、3、4分別比CK1莖粗增加了8.57%、8.96%、10.37%。接種后45 d時，處理4與低接種量處理及CK1差異達到了顯著水平，處理2、3、4分別比CK1增加了5.99%、6.48%、13.59%。接種后60 d時，處理4與CK1及處理1、2差異達到了顯著水平，處理3、4分別比CK1莖粗增加了6.84%、16.99%，除CK0外，其他各處理與接種后30、45 d時的莖粗相比，差別較小。高接種量的穿刺巴斯德芽菌對根結線蟲的防效更好。隨著接種后時間的推移，接種量對莖粗的影響越來越小。

2.3 穿刺巴斯德芽菌對番茄冠鮮重的影響

穿刺巴斯德芽菌對冠鮮重的影響見圖1。被根結線蟲侵染的植株地上部重均低于正常情況下植株的地上部重。接種后30、45、60 d時，隨著穿刺巴斯德芽菌接種量的增加，相應處理的番茄植株的地上部重也逐漸增加。CK0、高接種量的處理地上部重顯著高于低接種量處理和CK1。接種后30 d時，各處理與CK1的地上部重無顯著差異。接種后60 d時，接種量最高的處理4比CK1的地上部重增加了34.26%，差異達極顯著水平。

2.4 穿刺巴斯德芽菌對番茄根鮮重的影響

穿刺巴斯德芽菌對根鮮重的影響見圖2。被根結線蟲侵染的植株根鮮重通常因形成根結而略高于或顯著高于正常情況下的植株根鮮重。接種后30、45、60 d時，隨著穿刺巴斯德芽菌接種量的減少，番茄植株的根鮮重逐漸增加。接種后30 d時，CK0及各處理根鮮重顯著低于CK1，各處理比CK1的根鮮重分別減少了30.17%、36.30%、56.45%、44.16%，處理3、4減少的最多。接種后45 d時，各處理比CK1的根鮮重分別減少了10.03%、15.71%、18.70%、24.27%，處理3、4減少的最多。接種后60 d時，各處理比CK1的根鮮重分別減少了8.08%、9.59%、9.86%、13.98%。接種后30 d時，各處理對根鮮重的影響較大，穿刺巴斯德芽菌對根結線蟲的防效最明顯。綜上所述，高接種量的處理防效較好。

2.5 穿刺巴斯德芽菌對番茄根冠比的影響

穿刺巴斯德芽菌對番茄根冠比的影響見圖3。被根結線蟲侵染的植株根冠比均略高于或顯著高于正常情況下的植株根冠比。接種后30、45、60 d時，隨著穿刺巴斯德芽菌接種量的增加，番茄植株的根冠比逐漸降低。隨著接種時間的延長，各處理的番茄根冠比逐漸降低。接種后30 d時，CK0及各處理根冠比顯著低于CK1，各處理比CK1的根冠比分別減少了35.71%、42.86%、57.14%、57.14%，處理3、4減少的最多。接種后60 d時，各處理比CK1的根鮮重分別減少了0、14.29%、14.29%、28.57%。接種后60 d時，各處理對根鮮重的影響較大。

2.6 穿刺巴斯德芽菌對番茄根系活力的影響

穿刺巴斯德芽菌對番茄根系活力的影響見圖4。由圖4可知，在接種穿刺巴斯德芽菌后30 d，CK1的根系活力最高，為0.40 mg/（g·h）；CK0的根系活力最低，為0.36 mg/（g·h），但各處理的根系活力無顯著差異。隨著接種時間的增加，各處理的根系活力均出現下降的趨勢，其中CK1降低的幅度最大。接種后45 d時，CK1的根系活力為0.19 mg/（g·h），下降幅度為52.5%，CK1和處理1同其他各處理達到顯著差異，CK0的根系活力為0.33 mg/（g·h），降幅僅為8.3%，其他各處理的降幅在13%～47%；接種后60 d時，CK1的根系活力降為0.12 mg/（g·h），CK0與處理4的根系活力同其他各處理均達到顯著差異。

2.7 穿刺巴斯德芽菌對番茄病情指數的影響

穿刺巴斯德芽菌對番茄病情指數的影響見表3。接種穿刺巴斯德芽菌使各處理的番茄病情指數均小于CK1，即接種穿刺巴斯德芽菌減輕了根結線蟲對番茄根系的侵染，高接種量處理的病情指數顯著低于低接種量處理和CK1的病情指數。接種后30、45、60 d時，隨著穿刺巴斯德芽菌接種量的增加，番茄植株的根系病情指數逐漸降低。接種后30 d時，各處理比CK1的病情指數分別減少了15.05%、38.71%、53.76%、68.82%，處理3、4降低的最多。接種后45 d時，各處理比CK1的病情指數分別減少了14.00%、21.00%、43.00%、71.00%，處理3、4減少的最多。接種后60 d時，各處理比CK1的病情指數分別減少了7.00%、29.00%、50.00%、64.00%。接種后30 d時，各處理對根系病情指數的影響較大，穿刺巴斯德芽菌對根結線蟲的防效最明顯。綜上所述，高接種量的處理防效較好。

2.8 穿刺巴斯德芽菌對番茄果實產量的影響

穿刺巴斯德芽菌對番茄果實產量的影響見表4。由表4可知，番茄果實的產量與受根結線蟲侵染的程度呈正比。各處理中，CK1的果實平均單重最小，為70.14 g，其他各處理隨著穿刺巴斯德芽菌接種量的增加而增加，CK0果實單重最大，為110.98 g，與其他各處理的差異達到顯著水平。CK1的單株產量也最低，為978.69 g，與CK0相差602.44 g，差幅達到38.1%，其他各處理中，處理4的單株產量為1 535.29 g，與CK0無顯著差異。隨著接種量的降低，處理3、2、1的單株產量也逐漸降低。處理1的單株產量雖然與處理4的差異達到顯著水平，但仍高于CK1，增幅為34.74%，說明穿刺巴斯德芽菌能夠有效抑制根結線蟲對番茄的侵染，提高了番茄的產量。

3 討論與結論

熱帶、亞熱帶地區根結線蟲病發生非常普遍，危害十分嚴重，不僅危害絕大部分蔬菜[4]，同時也侵染果樹等多種作物[9]。番茄是南方根結線蟲易感寄主植物[16]。本研究結果發現根結線蟲侵染番茄根系，會造成株高、產量、地上部重顯著降低，莖粗明顯變細，根重、根冠比顯著增加，根系活力先升高后降低，此結論與李文超等[17]、王冰林等[18]、賓淑英等[19]的研究結果基本一致。

施用穿刺巴斯德芽菌可以減弱根結線蟲對番茄造成的危害，與此前王志偉等[11]、潘滄桑等[20]的研究結果一致，尤其是接種量高的處理效果最明顯，隨穿刺巴斯德芽菌接種量的增加，各處理株高、莖粗、地上部重、單果重、單株產量逐漸增加，均大于只施線蟲的對照，病情指數隨著接種量的增加逐漸降低，而且接種量最高的處理與正常水平最為接近。被根結線蟲侵染的植株根鮮重通常因形成根結而略高于或顯著高于正常情況下的植株根鮮重，而地上部重減少，隨著穿刺巴斯德芽菌接種量的增加，番茄植株的根鮮重逐漸接近正常水平，根冠比也逐漸降低，高接種量的處理根冠比最接近正常水平，防治效果最好，此結論與潘滄桑等[10，20]的研究結果基本一致。接種穿刺巴斯德芽菌的初期，所有處理及只施根結線蟲的對照CK1的根系活力均高于空白對照CK0，只施根結線蟲的對照其根系活力最高，可能是由于線蟲侵染刺激了根系對營養的吸收，因此根系活力較高；隨著根結線蟲侵染時間的延長，各處理及CK1的根系活力逐漸下降，穿刺巴斯德芽菌接種量高的處理根系活力逐漸接近正常水平，而低濃度接種處理和只施線蟲的對照的根系活力仍遠遠低于正常水平，說明穿刺巴斯德芽菌能夠通過抑制線蟲對植物根系的侵染而維持植物的根系活力。

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