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威海地區西洋參根腐病病原菌鑒定及生防木霉篩選

2025-09-02 00:00:00章嘉會李紅梅陳冬梅楊翰扈進冬李紀順魏艷麗
山東科學 2025年4期

中圖分類號:P41 文獻標志碼:A 文章編號:1002-4026(2025)04-0067-11

Abstract:Inorder toexploreefectivebiologicalcontrolresourcesforthecultivationofAmericanginseng,idenificationof pathogenspeciesand screeningof highlyeffective biocontrolTrichodermawere carredoutfor theroot rotof American ginseng in Weihai. Through tissue isolation,morphological analysis,and dual-gene (ITS/TEF1- ?∝ )phylogenetic analysis, the pathogens responsibleforroot rot were isolatedand identified.The pathogenicitywasconfirmedusing Koch's postulates,andtheabundance of keypathogens inthe rhizospheresoilsof diseasedand healthy plants wasanalyzed throughquantiativepolymerasechain reaction(qPCR).Finaly,biocontrol Trichoderma strains werescreened through plateantagonismassaysandpot experiments.Theresults showedthat125fungal strains wereisolatedfromtherottenrots of American ginseng,with Fusarium being the dominant genus,accounting for 70.91% .Four pathogenic strains were identified : F. solani (XYS-1), F. oxysporum(XYS-2), F. proliferatum(XYS-33),and Alternaria alternata (XYS-44). qPCR analysis revealed that the abundance of F solani, F ,oxysporum,and A. alternata in the rhizosphere soils of diseased plants was 42.35% , 13.80% ,and 33.44% higher,respectively,than healthy plants.Three Trichoderma strains showed significant inhibitory effects against these pathogens.Specifically,strain HB20111 inhibited F solani by 66.94% ,strain KZ23651 inhibited F. oxysporum by 76.00% ,and strain QT20747 inhibited A. alternata by 65.20% .Greenhouse pot experimentsshowedthatTrichodermainoculation increasedplant height,rootfreshweight,chlorophyllcontentinthe leaf, and rootactivityof American ginseng whilereducingtheincidenceof root rot.Inthis study,weidentified the pathogens causingtherot rot of Americanginseng in Weihaiand screenedbiocontrol Trichoderma strains,which provideda foundation for sustainable control of the root rot of American ginseng in this region.

Key words : American ginseng; root rot;pathogen identification;pathogen abundance;Trichoderma;biocontrol

西洋參為五加科植物西洋參Panax quinquefoliumL.的干燥根,是一種價值極高的藥用植物[1]。近年來,隨著西洋參市場需求的持續增長,其種植面積也隨之增加,但西洋參需要3~4年的生長史,這種栽培方式使其極易受到各種土傳病害的影響。危害西洋參主要的土傳病害是根腐病[23」,該病害會使西洋參葉片褪綠變黃并逐漸萎蔫,使其根部糟朽、內部中空,對西洋參的種植造成嚴重損失,甚至絕產[4-5]。因此,急需開展對西洋參病原菌的分離和鑒定。

關于引起西洋參根腐病的病原真菌,國內外的報道主要有鐮孢屬Fusarium,如腐皮鐮孢F.solani[6]、尖孢鐮孢 F. ,oxysporum[」以及柱孢屬Cylindrocarpon 的毀滅柱孢C.destructans[8」。不同地區西洋參根腐病的癥狀類似,但主要的病原菌存在著顯著的差異。畢武等9從西洋參中分離出了4種病原菌,其中腐皮鐮孢 F .solani和尖孢鐮孢 F .oxysporum是引起北京地區栽培西洋參根腐病的主要病原菌。農業生產中,通常采用噴施化學藥劑等方法來緩解植物根腐病,但易引起土壤環境污染、食品藥物殘留等問題,故急需尋找綠色、無污染的生物防治方法[10]。生物防治是利用生防菌及其代謝產物來調節土壤微生物從而控制土傳病害發生的綠色手段],常見的生防菌包括木霉(Trichoderma)類芽孢桿菌(Paenibacillus)、伯克霍爾德氏菌(Burkholderia)、芽孢桿菌(Bacillus)等[12-13]。張子恒[14]研究發現生防菌JA38(Burkholderiacepacia)對人參根部7種主要的真菌病害都具有良好的拮抗效果。陳國忠等[15]篩選出的多粘類芽孢桿菌(P.polymyxa)DN67,發酵液處理組與對照相比顯著控制了西洋參根腐病的發生。牛兆穎等[16]制備的巨大芽孢桿菌(B.megaterium)Yt2001 生防菌劑對西洋參根腐病的防治效果達到了 80% 以上。張悅麗等[17]發現施加哈茨木霉(T.harzianum)生物菌肥可以大大降低西洋參根腐病的發病率。以上研究表明,利用生防菌對西洋參根腐病進行生物防治,可為西洋參產業可持續發展提供有效途徑。

山東省威海市是我國西洋參的主要產區之一[18]。近年來該地區根腐病嚴重影響了西洋參的產量[19],但有關根腐病病原菌的研究較少。為明確導致威海西洋參根腐病發生的主要病原菌,該研究采用組織分離的方法對該地西洋參根腐病病原菌進行分離,運用形態學以及分子生物學相結合的方法對病原菌進行鑒定,明確病原菌的分類地位,科學認識該地區西洋參病害的病原特性,同時篩選具有防治潛力的木霉菌株,以期為西洋參根腐病的防控提供生防材料。

1儀器與材料

1.1 實驗儀器

奧林巴斯生物顯微鏡(Olympus Corporation,CX-31),超凈工作臺(北京亞泰科隆,YT-1300),生化培養箱

(上海新苗器械,SPX-250B-Z),熒光定量 PCR 儀(Bio-Rad CFX96TM Optics Module),電泳儀(BIO-RADLaboratories),凝膠成像系統(BIO-RAD,UniveralHood III)。

1.2 實驗試劑

2× SYBRPremixExTaq(湖南艾科瑞生物工程有限公司), 2× PowerPolPCRMixwithDye(生工生物工程(上海)股份有限公司),DNeasy PowerSoil土壤DNA 提取試劑盒(德國Qiagen 公司),Tris-HCl和 NaOH(均購自國藥集團),瓊脂糖(上海貝晶生物技術有限公司)。

1.3 實驗材料

供試植物和土壤:2021年8月調查威海榮成虎山鎮、文登侯家鎮1~3年生西洋參生長情況,分別選取10 個種植地,每個種植地3個點采樣,每個點分別選取3株以上發病株和健康株,小心挖出完整植株,抖掉與根系結合較松的土壤,用毛刷清理收集與根系緊密結合的土壤作為根際土壤;分別將植株和根際土壤裝袋保存并記錄,帶回實驗室。

2 實驗方法

2.1 西洋參根腐病病原菌的分離純化

實驗于2022年在山東省科學院生態研究所實驗室中進行,采用組織分離的方法分離和純化病原菌[20]用流動清水將帶有典型病斑的西洋參根部沖洗干凈,在病健交界處切取 2mm×2mm 大小的組織塊,用體積分數 75% 的酒精消毒10s后使用無菌水連續清洗3次,用無菌濾紙吸去多余水分后將其放在PDA平板上,置于 25°C 恒溫培養箱中培養。挑取具有典型菌落邊緣的菌絲移植到新的PDA平板上進行培養,經過3~4次純化后獲得純培養分離物,保存于 4°C 備用[21]。

2.2 柯赫氏法則驗證

致病性測定采用活體參根穿刺接種法[9并進行改進。將待測菌株在PDA平板上培養7d后,用無菌水洗下孢子,并將孢子濃度調整到 1×106CFU/mL 。取3年生健康西洋參完整參根,用體積分數 5% NaClO進行表面消毒,無菌水沖洗3次。用無菌挑針( d=0.5mm )在參根上刺10下,輕微刺傷參根,在傷口處分2次滴加 20μL 孢子懸浮液,以無菌水為對照。將處理后的參根置于含有2層濾紙的培養皿中,于 25°C 恒溫保濕培養。每個菌株接種3個參根,每個參根接種3~4個部位。定期觀察參根發病情況,分析發病癥狀是否與根腐病癥狀一致,若一致則根據2.1病原菌分離的方法再次從發病組織上進行分離,若再次分離的菌株與接種菌株形態一致,則可以確定接種菌株為致病菌。

2.3 西洋參根腐病病原菌鑒定

(1)病原菌形態學鑒定:將致病菌接種于PDA平板, 25°C 活化培養3~5d,觀察菌落特征。收集分生孢子并在顯微鏡下觀察其形態特征。根據菌株在PDA培養基上的菌落特征及產孢表型,參照傳統真菌分類方法對病原菌進行形態學鑒定[22-23]。

(2)病原菌分子學鑒定:采取快速提取法[24]用于PCR 擴增的病原菌基因組DNA 提取。將供試菌株接種到PDA平板上,在 25°C 條件下培養5d,取 1.5mL 的離心管加人 50mmol/L 的NaOH溶液 50μL ,同時加入少量菌絲,渦旋打散,沸水浴 10min 。加入 5μL1mol/L 的Tris-HCl( pH=8.0 緩沖液, 12000r/min 離心10min ,上清液即可作為DNA模板。

選取核糖體轉錄間隔區序列ITS 和翻譯延伸因子 TEF1- σ?α∝ 序列為靶標[25-27],引物序列及反應程序詳見表1。擴增反應的體系為 25μL ,分別包含DNA 模板 1μL,2× PowerPol PCR Mix with Dye 12.5μL ,上、下游引物各 1μL,ddH2O9.5μL 。擴增產物經 1% 瓊脂糖凝膠電泳檢測合格后,交由生工生物工程(上海)股份有限公司測序。將獲得的ITS、TEF1- α?α∝ 序列提交NCBI數據庫,并運用BLAST進行同源序列檢索。將ITS、TEF1- α?α∝ 基因序列串聯,利用MEGA5.0軟件,采用鄰接法(neighbor-joining tree)構建多基因系統發育樹,循環1000次,并以自展支持率(bootstrap)校對檢測,以確定菌株的分類地位。

表1PCR擴增所用引物和反應程序

Table1Primers and reaction procedures for PCR

2.4 西洋參根際土壤病原真菌豐度測定

采用DNeasyPowerSoil試劑盒從 0.25g 根際土壤中提取總基因組DNA,根據上述罹患根腐病的西洋參病株病原菌分離情況,運用qPCR分別測定發病和健康西洋參根際土壤中的3種主要病原菌 F oxysporum、F.solani和A.alternata的豐度。引物序列見表2。 20μL 的 qPCR 擴增體系包括 1μL 模板DNA, 10μL SYBR Premix Ex Taq, 和上下游引物各 0.5μL 。擴增程序為 變性5s, 60°C 退火 30s ,共40個循環。根據上述建立的方案,使用10倍系列稀釋的插人特定DNA片段質粒為模版生成標準曲線,不同基因的擴增效率在 93.4% 到 108.7% 之間。

表2qPCR擴增所用引物

Table 2Primers for qPCR

2.5 生防木霉菌株的篩選及抑菌活性測定

生防菌抑菌活性的測定采用平板對峙法。供試木霉菌株如表3所示,均由山東省科學院生態研究所環境微生物研究室保藏。以上述分離的XYS-1(腐皮鐮孢)、XYS-2(尖孢鐮孢)、XYS-44(交鏈格孢)為指示菌株。在距離PDA培養基平板中心 4cm 的相對兩點上分別接種木霉菌和病原菌的 5mm 菌餅,以只接種病原菌的PDA平板為對照,每個處理3個重復, 25°C 恒溫培養箱中培養6d后,采用十字交叉法測量菌落半徑,計算對病原菌生長的抑制率。

表3供試木霉菌株

Table3 Trichoderma strains for test

抑菌率 Σ=Σ [(空白對照中病原真菌生長半徑-對峙培養中病原真菌生長半徑)/空白對照中病原真菌生長 半徑] ×100% 。

2.6 木霉菌對西洋參生長的影響

盆栽實驗于2021年11月至2022年6月在山東省科學院生態研究所溫室進行。所試西洋參種子購自威海參農,供試木霉分別為 T. atroviride HB20111、T. harzianum KZ23651和 T. longibrachiatum QT20747。共設置4個處理,分別為對照組、T.atroviride HB20111、T.harzianum KZ23651 和 T. longibrachiatum QT20747 處理組,每個處理設6個重復。盆栽用土取自威海榮成參田,為根腐病害發生嚴重的4年連作土,每盆裝土400g 。分別從生長5~7d的PDA平板上刮取木霉分生孢子,用無菌生理鹽水充分懸浮,然后用3層無菌擦鏡紙過濾得孢子懸液,用血球計數板調整孢子懸液濃度為 1.0×107CFU/mL ,每個盆中分別倒入 40mL 分生孢子懸液,使土壤中木霉菌分生孢子最終濃度達到 106CFU/g 。將催芽露白的西洋參種子均勻播種在盆中,每盆播15粒種子。待西洋參出芽后,根據土壤干濕情況,每隔6~7d澆水1次,西洋參生長6個月后進行植株指標的測定。

(1)生長指標:株高為植株基部到葉叢的高度,使用直尺測量。將西洋參根部用清水反復沖洗,用吸水紙吸干后,使用分析天平進行稱重。(2)生理指標:采用丙酮提取法測定葉綠素含量[31],采用氯化三苯基四氮唑(TTC)還原法測定根系活力[32]。(3)發病率:依據Li等[33]的方法進行計算,發病率 Σ=Σ 病株數/調查總株數 ×100% 。

2.7 數據分析

利用SPSS25.0和OriginPro2023b對數據進行統計學分析。利用SPSS25.0對不同處理間數據進行ANOVA方差分析, Plt;0.05 為差異顯著,利用OriginPro2023b進行繪圖。

3 結果與分析

3.1 西洋參根腐病癥狀

病害調查時間為2021年8月份,此時威海地區高溫高濕,恰為西洋參根腐病害高發季節。通過對種植基地不同年限西洋參調查發現,1年生西洋參罹患根腐病后的表現為翠綠的葉部從尖端開始褪色變黃,側根和須根最先受到危害,根尖部變黃且呈水漬狀,隨著病原菌的入侵,病斑面積逐漸擴大,參根開始整體腐爛,葉片整體變成棕紅色且極易脫落(圖1a)。2年及以上西洋參患病后,參根病斑呈現深褐色,產生龜裂但不隆起(圖1b),維管束變褐,嚴重時整個主根由根尖逐漸腐爛到蘆頭,只剩下中空的參皮。

3.2 分離菌株初步鑒定

從患病西洋參病根上共分離純化獲得125株真菌,將測定的ITS序列在Genbank中進行Blast比對,結果顯示,分離的125株真菌分別屬于鐮孢菌屬Fusarium、鏈格孢菌屬Alternaria等。其中鐮孢菌屬Fusarium分離頻率最高,占分離總菌株數的 70.91% ,鏈格孢菌屬Alternaria占總分離菌株數的 7.27% ,其他真菌分離頻率較低(圖2)。

圖1 西洋參根腐病癥狀

圖2從西洋參根腐病根分離的真菌及分離頻率 Fig.2Fungi isolated from the rotten American ginseng and isolation frequency

3.3 分離菌株致病性

根據ITS 測序結果和菌落形態特征,選擇代表性菌株XYS-1、XYS-2、XYS-33、XYS-44 的分生孢子,針刺接種健康西洋參根,7d后接種部位均呈現褐色斑點并發生腐爛(圖3),與田間觀察癥狀一致。其中菌株XYS-33的致病能力較弱(圖3d),3個接種位點上只有2處出現典型根腐癥狀,另一個接種部位癥狀較輕。隨后,分別從發病部位重新分離獲得菌株培養后與接種菌株形態特征一致。

圖3分離菌株在西洋參參根上的致病性檢測

注:a為空白對照;b~e分別為XYS-1、XYS-2、XYS-33 和XYS-44在參根上針刺接種7d后的癥狀。

3.4 西洋參根腐病病原菌鑒定

XYS-1在PDA培養基上菌落由氣生菌絲組成,其菌絲呈現白色薄絨狀,中心致密,邊緣較蓬松,菌落背面呈現淺灰色(圖4a1)。在顯微鏡下觀察發現可以產生大小兩種形態的分生孢子,主要以大孢子為主(圖4a2),大型孢子呈現茄形,兩端較圓鈍,具有3~5個隔膜。小孢子呈現橢圓形或者腎形,具有1~2個隔膜。

XYS-2在PDA培養基上菌絲呈現白色絲絨狀,帶有粉紅色的色素。隨著培養時間的增加,菌絲顏色逐漸轉變為粉紫色(圖4b1)。在顯微鏡下發現具有鐮刀狀的大孢子和腎形或者橢圓形的小孢子兩種孢子形態,主要以小孢子為主。小型孢子的隔膜分為無隔或者1個隔膜,主要以無隔為主(圖 4b2)。

XYS-33在PDA培養基上培養初期菌絲呈現白色絮狀,背面也呈現白色。隨著培養時間的增加,逐漸轉為粉紅色(圖4c1)。在顯微鏡下觀察孢子有大孢子和小孢子兩種類型,大孢子主要呈鐮刀狀且具有隔膜,小孢子呈現卵型或者橢圓形,通常不具有隔膜或者有的包含1個隔膜(圖4c2)。

XYS-44接種于PDA平板上在 25°C 下進行培養,發現初期菌絲為白色,較綿密。隨著培養時間增加,菌絲逐漸由白色轉為灰色或者灰綠色,且背面產生黑棕色色素(圖4d1)。在顯微鏡下觀察發現,其分生孢子呈現倒棒狀、梨形或者紡錘形,呈現淺棕色,具有1~7個橫隔,0~3個縱隔膜,且具有喙或者偽喙(圖 4d2)。

圖4分離病原菌的形態特征

Fig.4Morphological characteristics of pathogens

注: a1,b1,c1,d1 分別為菌落在PDA上的形態(左為菌落正面,右為反面); a2,b2,c2,d2 分別為分生孢子形態。

3.5 西洋參根腐病病原菌多基因序列分析

分別以ITS1/ITS4和EF-1H/EF-2T為引物對病原菌基因組進行PCR擴增,分別得到527bp 和 700bp 的序列片段(圖5),提交GenBank數據庫,ITS1/ITS4引物擴增序列獲得的登錄號分別為PQ222401(XYS-1)、PQ222402(XYS-2)、PQ222404(XYS-33)、PQ222403(XYS-44);EF-1H/EF-2T引物擴增序列獲得的登錄號分別為 PQ240640(XYS-1)、PQ240641(XYS-2)、PQ240643(XYS-33)、PQ240642(XYS-44)。將獲得的序列進行串聯,利用MEGA5.0軟件采用鄰接法(neighbor-joiningtree)進行聚類分析。結果表明:XYS-1與GenBank中的F.solani的遺傳距離最近,位于發育樹的同一支,菌株形態學特征及系統發育樹進一步證明了XYS-1為腐皮鐮孢 F :solani(見OSID開放科學數據與內容附圖1)。同理,XYS-2和XYS-33分別與F. oxysporum ?F :proliferatum的遺傳距離最近,結合其形態學特征確定兩株菌株分別是尖孢鐮孢 F . oxysporum和層出鐮孢 F :proliferatum。菌株XYS-44與GenBank 中的A.alternata的遺傳距離較近,結合分子形態特征,將其鑒定為交鏈格孢A.alternata。

圖5基于ITS/TEF1 σ?α?α 序列擴增的電泳圖

3.6 發病與健康西洋參根際土壤病原菌豐度差異

根據上述研究結果,由于層出鐮孢 F :proliferatum分離頻率較低且致病能力弱,故僅選取腐皮鐮孢F.solani、尖孢鐮孢 F? ,oxysporum、交鏈格孢A.alternata3株病原真菌測定其豐度。結果如圖6所示,每克健康西洋參根際土中腐皮鐮孢、尖孢鐮孢、交鏈格孢的拷貝數分別處于 102~104 之間,而罹患根腐病的土壤中3種病原菌的拷貝數分別處于 103~105 之間,患病根際土中3種病原菌的豐度均顯著高于健康植株( Plt;0.05) 。無論是患病還是健康西洋參根際土,尖孢鐮孢的豐度在3種病原菌中最高,其次是腐皮鐮孢和交鏈格孢。與健康植株相比,患病西洋參根際土壤中的腐皮鐮孢、尖孢鐮孢和交鏈格孢的豐度分別增加 42.35% ) 13.80% 和(204號 33.44% 。

圖6健康和患病西洋參根際土中3種病原真菌的豐度

Fig.6Abundance of three pathogens in the rhizosphere soil of healthy and diseased gensing root

3.7 生防木霉菌的抑菌效果

選用實驗室前期篩選的8株拮抗效果較好的木霉菌株,對 F. , solani XYS-1 ?F . oxysporum XYS-2、A. alternata

XYS-44病原菌進行對峙實驗,結果如圖7所示。8株木霉菌對3種病原菌的抑菌率均在 50%~80% ,且對尖孢鐮孢的抑制效果最好,除LK20397外其余7株的抑制率均在 70% 以上。 T. ,atroviride HB20111 對 F solaniXYS-1的抑制效果最好,抑制率為 66.94% T. atroviride HB20111、T. longibrachiatum QT20747 和 T. harzianumKZ23651對F.oxysporumXYS-2的抑制效果較好,抑制率分別為 75.33%.75.33% 和 76.00% ,三者之間抑制效果差異不顯著;T.longibrachiatum QT20747 對A.alternata XYS-44 的抑制率最高,為 62.50% 。LK20397對3株病原菌的抑制效果均較差。

圖7木霉對根腐病病原菌對峙培養結果(6d)

Fig.7 Results(for 6 days) of confrontation culture between Trichoderma and pathogens of root rot

3.8木霉對西洋參生長和根腐病發病率的影響

盆栽實驗結果表明,對照組中4年連作土嚴重影響了西洋參根系形態,使側根數顯著減少,參根縱向伸長受到抑制,部分呈現球狀等畸形;接種T.atroviride HB20111和T.longibrachiatum QT20747的西洋參主根粗壯,須根較多;T.harzianum KZ23651處理組西洋參部分須根變褐。對照組中西洋參根腐病的發病率為 77.78% ,接種木霉能顯著降低西洋參根腐病發病率, T. atroviride HB20111、T. harzianum KZ23651 和 T. longibrachiatumQT20747處理組中西洋參發病率分別為 27.79% (204 ,38.89% 和 33.33% (見OSID開放科學數據與內容附圖2)。

接種 T. atroviride HB20111、T. harzianum KZ23651 和 T. longibrachiatum QT20747均顯著提高了西洋參植株的高度,與對照組相比,株高分別增加了 29.25% 、 5.66% 和 19.78% (圖8a)。 T. atroviride HB20111和T.harzianum KZ23651處理組對西洋參根鮮重的促進效果最顯著,其根鮮重分別為 0.26g.0.28g ,比對照分別增加 34.18% 和 41.03% (圖8b)。3株木霉均可顯著提高西洋參根系活力,其中 T. atroviride HB20111處理組根系活力增加最多,與對照相比增加了 85.83% (圖8c)。 Tδ ,atroviride HB20111 和 T longibrachiatumQT20747處理組顯著增加了葉片葉綠素含量,其單位面積葉綠素含量分別比對照組增加了 22.51% 和 22.75% (圖8d)。

圖8木霉對西洋參生長發育的影響

Fig.8Effects of Trichoderma on the growth of American ginseng

4 討論與結論

根腐病是西洋參栽培過程中的一類重大土傳病害,主要發生在西洋參根部,危害嚴重,導致西洋參的產量和質量受到威脅[34」。該研究采用組織分離法,從山東威海西洋參種植基地取樣,通過分離、純化從感病植株中分離了125株真菌,經形態學甄別和分子生物學鑒定大部分屬于鐮孢菌屬Fusarium(占總分離菌株的70.91% ),其中包含尖孢鐮孢 F ,oxysporum(占總分離菌株的 38.18% ),腐皮鐮孢 F ,solani(占總分離菌株的29.09% )和層出鐮孢 F :proliferatum(占總分離菌株的 1.81% ),同時還分離到鏈格孢屬Alternaria的交鏈格孢A.alternata(占總分離菌株的 7.27% )。

依據柯赫氏法則,將分離得到的菌株進行回接做致病性測定,其中尖孢鐮孢 F :oxysporum、腐皮鐮孢F.solani、交鏈格孢A.alternata均獲得與田間相似的發病癥狀,層出鐮孢 F :proliferatum分離頻率低,致病能力較弱,因此確認尖孢鐮孢 F. :oxysporum、腐皮鐮孢 F? :solani、交鏈格孢A.alternata為引起威海地區西洋參根腐病的主要病原菌。

根據研究報道,引起西洋參等人參屬植株根腐病的病原菌主要集中在尖孢鐮孢F.oxysporum、腐皮鐮孢F? ,solani 等鐮孢菌屬[35-37]。目前國內外關于鏈格孢菌屬 Alternaria 侵染西洋參的研究較少,主要集中于三七[38-39]、太子參[40]等其他植株上。本文首次在罹患根腐病的西洋參病根上分離出交鏈格孢A.altermata,并驗證其為該地區西洋參根腐病病原菌之一。通過qPCR 的方法分別檢測健康和發病西洋參根際土壤中的腐皮鐮孢F.solani 尖孢鐮孢 F. .oxysporum和交鏈格孢A.alternata的豐度,發病西洋參根際土壤中的3種病原菌的豐度比健康根際土壤分別高 42.35% ) 13.80% 和 33.44% 。

篩選拮抗菌是生物防治的基礎性工作之一,木霉作為一種拮抗真菌,可以通過寄生、分泌抗生素、競爭營養和生存空間以及提高植物的抗逆能力來實現其對病原菌生長的抑制作用,目前木霉菌在生物防治方面有著廣泛的應用[41-42]。該研究中平板對峙實驗結果表明,木霉菌對3株西洋參根腐病病原菌的抑菌率均在50% 以上,且對尖孢鐮孢的抑菌效果最好。盆栽實驗結果表明,T.atroviride HB20111、T.longibrachiatumQT20747和 T.harzianum KZ23651 均能顯著促進西洋參的株高和根系活力,T.atrouiride HB20111 和T.longibrachiatum QT20747顯著增加了西洋參的根鮮重,T.atroviride HB20111 和T. harzianum KZ23651 處理組中西洋參葉片葉綠素的含量增加,且木霉處理西洋參根腐病的發病率與對照相比均顯著降低。以上研究結果表明,木霉菌對3株病原菌具有較好的抑制效果,且可以促進西洋參的生長發育,減少根腐病的發生。

本文采用形態學鑒定和現代分子生物學相結合的方法對山東威海西洋參根腐病的病原菌進行了系統鑒定和分析,結果表明:山東省威海地區罹患根腐病西洋參參根上分離出的病原微生物主要是腐皮鐮孢F.solani、尖孢鐮孢 F. ,oxysporum和交鏈格孢A.alternata,同時證明了木霉菌對3株病原菌具有較好的抑制作用,為根腐病的生物防治提供了優良的生防菌株。威海地區西洋參生長環境復雜,隨種植年限增加,罹患根腐病的幾率增加。所以,闡明西洋參根腐病病原菌的組成,篩選出高效生防菌株,通過綠色防控降低根際病原菌豐度,對減少根腐病造成的經濟損失,保障西洋參產業健康可持續發展具有重要意義。

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