白菜根腫病生防菌的篩選及防治效果評價

劉振香　顧志光　徐文鳳　孟祥坤　胡兆平　胡紅濤

摘要：從山東省臨沂市蘭陵縣、山東省壽光市、河南省商丘市夏邑縣多年種植白菜且根腫病爆發嚴重地塊采集正常白菜植株根際周圍土樣，對其進行生防菌分離篩選及防治白菜根腫病效果評價，以期獲得高效拮抗白菜根腫病菌的生防菌。通過梯度平板稀釋法對采集土樣進行生防菌分離，以黃瓜立枯病菌和香蕉枯萎病菌為指示菌對生防菌進行初步篩選，利用根腫病孢子裂解試驗進一步篩選，通過盆栽試驗評價生防菌株防治根腫病的效果。結果表明，放線菌株KA-35對白菜根腫病的防治效果為57.11%，單株地上部鮮重增加127.40%。該研究篩選出了對白菜根腫病有良好生防效果的菌株，為生防菌的進一步研究工作奠定了基礎。

關鍵詞：白菜;根腫病;生防菌;防治效果

中圖分類號：S436.349文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2019）10-0130-05

Screening and Evaluation of Biocontrol Bacteria

against Plasmodiophora brassicae

Liu Zhenxiang1，Gu Zhiguang1，2，Xu Wenfeng1，2，3，

Meng Xiangkun1，2，Hu Zhaoping1，2，3，Hu Hongtao1，2，3

（1.Kingenta Ecological Engineering Group Co.， Ltd.， Linyi 276700， China;

2.State Key Labortory of Nutrition Resources Integrated Utilization， Linyi 276700， China;

3. Key Laboratory of Plant Nutrition and New Fertilizer R&D， Ministry of Agriculture， Linyi 276700， China）

Abstract Soil samples around the rhizosphere of normal Chinese cabbage plants were collected from Lanling County of Linyi City and Shouguang City in Shandong Province and Xiayi County of Shangqiu City in Henan Province， where the outbreak of Clubroot disease was serious for many years. The isolation and screening of biocontrol bacteria and the evaluation on the control effect were carried out in order to obtain biocontrol bacteria with high efficiency against Clubroot disease of Chinese cabbage. The gradient plate dilution method was used to isolate biocontrol bacteria from soil samples. The biocontrol bacteria were preliminarily screened out by plate confrontation test with Cucumber Rhizoctonia solani and Banana Fusarium wilt as indicator bacteria. The spore lysis test of Clubroot disease was conducted for further screening. Finally， the effect of biocontrol bacteria screened out by pot experiment was evaluated. The results showed that the control effect of actinomycete KA-35 on Clubroot disease was 57.22% in pot experiment， and the aboveground fresh weight per plant increased by 127.40%. The strains with better biocontrol effects against Chinese cabbage Clubroot disease were screened out， which laid a foundation for further research.

Keywords Chinese cabbage;Clubroot disease;Biocontrol bacteria;Control efficiency

根腫病又稱根癌病，是目前危害十字花科作物最嚴重的世界性土傳病害，由蕓薹根腫菌（Plasmodiophora brassicae Woronin） 侵染引起，寄主范圍廣，可危害白菜、甘藍、蘿卜、薺菜、花椰菜和油菜等 100 多種栽培和野生十字花科植物[1]，在整個生育期均可發生，以苗期為主。病菌侵染后導致根部薄壁細胞增生形成腫根，腫根多發生在主根和側根，初期表面光滑，后期表面龜裂、粗糙，阻礙根系吸收水分和營養。發病初期病株地上部癥狀不明顯，當病害發展到一定程度時，葉片早晨尚好，中午萎蔫，嚴重時植株枯死，平均產量損失達20%～30%，嚴重的高達60%以上乃至失收[2， 3]。蕓薹根腫菌具有嚴格的專性寄生范圍，其休眠孢子在土壤中的存活能力很強，研究表明，休眠孢子在土壤中15～20年仍能萌發，并且具備致病能力，土壤一旦污染，將不再適宜種植十字花科植物[4， 5]。

根腫病病情分級標準參照文獻[16]：0級，根部無腫瘤;1級，側根有小腫瘤;3級，主根腫大，直徑小于2倍莖基部;5級，主根腫大，直徑是莖基部的 2～3倍;7級，主根腫大，直徑是莖基部的3～4倍;9級，主根腫大，直徑是莖基部的4倍以上或腫瘤龜裂。

病情指數=∑（各級發病株數×各級代表值）/（調查總株數×最高級發病值）×100;

防治效果（%）=（對照病情指數-處理病情指數）/對照病情指數×100。

2 結果與分析

2.1 生防菌的篩選

從15份土壤樣品中共分離出421株菌，其中細菌255株、放線菌101株、真菌65株。共篩選出18株對黃瓜立枯病菌和香蕉枯萎病菌均有較強抑制作用的生防菌，包括細菌（KB）11株、放線菌（KA）5株、真菌（KF）2株，抑菌效果見表1。其中放線菌KA-35對兩種病原菌均有很強的抑制作用，抑菌率分別是78.67%和63.83%;細菌KB-94對黃瓜立枯病菌有很強的抑制作用（79.33%）;放線菌KA-3對香蕉枯萎病菌有很強的抑制作用（63.00%）。

2.2 生防菌對根腫病菌孢子的裂解率

18株生防菌中有8個生防菌代謝產物上清液對根腫病菌孢子的裂解率在30%以上（表2），其中放線菌株KA-35、KA-29和細菌菌株KB-244代謝產物上清液對根腫病菌孢子的裂解率分別達45.26%、42.11%和48.42%。

2.3 溫室盆栽防治效果評價

選用對根腫病菌孢子裂解效果較好的KA-35、KA-29和KB-244菌株，通過沖施四季小白菜檢測對根腫病的防治效果。結果（表3）表明，三個菌株均對根腫病有防治效果，其中放線菌株KA-35防效最好，為57.11%，單株地上部鮮重增加127.40%;細菌KB-244防效次之，為39.61%，單株地上部鮮重增加33.41%。

3 討論與結論

本研究從土壤中篩選出了11株細菌、5株放線菌、2株真菌共18株對黃瓜立枯病菌和香蕉枯萎病菌都有較強抑制作用的生防菌，通過根腫病孢子裂解試驗從中篩選出KA-35、KA-29和KB-244 3株生防菌用于盆栽試驗，發現KA-35和KB-244能有效抑制白菜根腫病的爆發，且單株地上部鮮重較對照顯著增加。多數生防菌在實驗室內有較好防效，在田間應用時卻不甚理想，主要原因是生防菌在農作物上難以定殖[17]。雖然KA-35和KB-244均來源于白菜根系，且在盆栽試驗中能有效抑制根腫病的爆發，但其在大田中的效果還需進一步驗證。

蔣歡等[18]發現土壤pH 4.50～6.50的弱酸性環境利于根腫病的發生，通過調節土壤pH值可以有效防治根腫病的發生。楊亨等[19]對綿陽28個油菜主栽品種進行抗根腫病鑒定及聚類分析，發現不同品種對根腫病的抗性不同，通過選育抗性品種可以降低根腫病的發病情況。可通過栽培前施用石灰、硅鈣鉀鎂肥等調節土壤pH為中性或偏堿性，再結合栽培抗根腫病品種，移栽后沖施KA-35、KB-244、XF-1等生防菌株綜合防治根腫病的發生。

放線菌能產生豐富的、活性多樣的次級代謝產物，與人類生產、生活有著極為密切的關系，其天然代謝產物一直是現代醫藥業、農業和畜牧業中藥物先導化合物的重要來源，如阿維菌素、鏈霉素、寧南霉素、多抗霉素等，在農業生產中有很重要的地位。應用其代謝產物防治植物病害，可減少農藥用量，維系生態平衡，確保農業可持續發展[20， 21]。本研究篩選出的放線菌株KA-35不僅能抑制白菜根腫病的爆發，而且對黃瓜立枯病菌和香蕉枯萎病菌都有很好的抑制效果，后期將通過發酵優化、提純對其代謝產物做進一步研究。

參 考 文 獻：

[1]Donald C， Porter I，Dixon G R. Integrated control of clubroot[J]. Journal of Plant Growth Regulation， 2009， 28（3）：289-303.

[2]Devos S， Vissenberg K， Verbelen J P， et al. Infection of Chinese cabbage by Plasmodiophora brassicae leads to a stimulation of plant growth： impacts on cell wall metabolism and hormone balance[J]. New Phytologist， 2005， 166： 241-250.

[3]Howard R J，Strelkov S E， Harding M W. Clubroot of cruciferous crops-new perspectives on an old disease[J]. Canadian Journal of Plant Pathology， 2010， 32（1）： 43-57.

[4]劉獨臣， 冉茂林， 汪小川， 等. 葉芥苗期根腫病綜合防治技術研究[J]. 安徽農業科學， 2015， 43（16）： 77-79.

[5]劉郵洲， 杜艷， 喬俊卿， 等. 甘藍根腫病生防細菌的篩選、鑒定及評價[J]. 南京農業大學學報， 2014， 37（4）： 83-90.

[6]孫良菲， 任佐華， 彭沙莎， 等. 白菜根腫病菌拮抗微生物的篩選及防治效果評價[J]. 湖南農業科學， 2013（1）：84-87.

[7]Lahlali R， McGregor L， Song T， et al. Heteroconium chaetospira induces resistance to clubroot via upregulation of host genes involved in jasmonic acid， ethylene， and auxin biosynthesis[J]. PLoS ONE， 2014， 9（4）： e94144.

[8]Fu L， Li H， Wei L， et al. Antifungal and biocontrol evaluation of four lysobacter strains against clubroot disease[J]. Indian Journal of Microbiology， 2018， 58（3）： 353-359.

[9]周青， 王笑， 蘇婷， 等. 青枯病和根腫病生防細菌BS2004的發酵培養基和培養條件優化[J]. 中國生物防治學報， 2012， 28（4）： 537-544.

[10]Guo S， Mao Z ， Wu Y ， et al. Genome sequencing of Bacillus subtilis strain XF-1 with high efficiency in the suppression of Plasmodiophora brassicae[J]. Genome Announcements， 2013， 1（2）： e00066-13.

[11]中國科學院南京土壤研究所. 土壤理化分析[M]. 上海：上海科學技術出版社， 1978.

[12]陳天壽. 微生物培養基的制造與應用[M]. 北京：中國農業出版社， 1995.

[13]王會軍， 陳卓君， 吳毅歆， 等. 防治十字花科作物根腫病的油菜內生細菌分離與鑒定[J]. 中國油料作物學報， 2014， 36（1）： 92-97.

[14]司軍， 李成瓊， 肖崇剛， 等. 甘藍根腫病接種方法的研究[J]. 西南大學學報（自然科學版）， 2003， 25（3）： 216-219.

[15]謝晶. 植物病原菌拮抗微生物的篩選、鑒定及拮抗機理研究[D]. 成都：四川大學， 2004.

[16]吳道軍， 陳國康， 楊曉琴， 等. 4種甘藍根腫病分級標準的應用評價[J]. 西南農業學報， 2013， 26（2）： 591-594.

[17]彭麗莎， 袁天成， 李成瓊， 等. 十字花科作物根腫病生防菌研究進展[J]. 植物保護， 2015， 41（4）： 16-22.

[18]蔣歡， 彭玉梅， 董代文， 等. 土壤酸堿度與榨菜根腫病的關系分析[J]. 南方農業學報， 2017， 48（9）： 87-93.

[19]楊亨， 康曉慧， 白雪. 28個綿陽地區主栽油菜品種抗根腫病鑒定及聚類分析[J]. 安徽農業科學， 2015， 43（26）： 101-103.

[20]顧志光， 徐文鳳， 范玲超， 等. 拮抗放線菌固態發酵菌劑及其盆栽促生效果[J]. 北方園藝， 2017（8）： 124-128.

[21]宋淵， 曹貴明， 陳芝， 等. 阿維菌素高產菌株的選育及阿維菌素B1的鑒定[J]. 生物工程學報， 2000， 16（1）： 31-35.

收稿日期：2019-05-15

基金項目：山東省科技重大創新工程項目“設施蔬菜水肥精準施用關鍵技術研究與示范”（2017CXGC0205）

作者簡介：劉振香（1989—），女，農藝師，主要從事農用微生物防治植物病害等研究。E-mail：liuzhenxiang@kingenta.com

通訊作者：胡紅濤（1989—），男，農藝師，主要從事微生物肥料研制及應用方面的研究。E-mail： hht4275@163.com