9对黄瓜棒孢叶斑病的防病能力及其鉴定
亮点文章 | 生防细菌HK11-9对黄瓜棒孢叶斑病的防病能力及其鉴定
2023-10-20 17:32
发布于：山西省
生防细菌HK11-9对黄瓜棒孢叶斑病的防病能力及其鉴定
张林林，居室保洁13825404095沈虎生，杨冰，何梦菡，朴凤植，申顺善
DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-0407
黄瓜棒孢叶斑病又名黄瓜靶斑病，是由多主棒孢霉（Corynespora cassiicola）引起的一种世界性病害，该病原菌寄主范围广，危害上百种蔬菜，在黄瓜（Cucumis sativusL.）上发病尤为严重，主要侵染寄主植物的叶片，形成大小不等的近圆形病斑，也可侵染根、茎、花和果实，严重时会引起落叶、落果，直至整株死亡，导致绝产。目前，黄瓜棒孢叶斑病的防治以化学防治为主，但是化学药剂大量使用会使植物产生抗药性，引起环境污染和人畜中毒等问题，因此寻求绿色安全的防治手段备受关注，其中生物防治是减少和替代化学农药的最有效方式之一。
利用生防微生物防治植物病害在多种病害的防治上取得了良好的效果，已有利用生防微生物防治棒孢叶斑病的研究报道，如贝莱斯芽孢杆菌（B. velezensis）ZF2对黄瓜棒孢叶斑病的防治效果能达到90.81%。但是目前在生产上推广应用的防治黄瓜棒孢叶斑病的微生物制剂较为欠缺，因此，需要继续筛选优良生防菌，创制高效稳定的微生物制剂。
近日，《生物技术通报》在线发表了题为《生防细菌HK11-9对黄瓜棒孢叶斑病的防病能力及其鉴定》的研究报告。本研究在河南信阳鸡公山采集的金鸡菊（Coreopsis drummondii Torr. et Gray）植物根际筛选获得黄瓜棒孢叶斑病生防细菌HK11-9，研究该菌株对多主棒孢霉的抑菌活性，评价其对黄瓜棒孢叶斑病的防治效果，探究其在黄瓜叶部的定殖能力及对黄瓜叶部防御酶活性的影响等，为黄瓜棒孢叶斑病的生物防治提供具有潜力的优良生防资源。
本文主要包括以下几部分内容：
1 材料与方法
1.1 材料
1.2 方法
2 结果
2.1 HK11-9对多主棒孢霉的抑菌活性
2.2 HK11-9对黄瓜棒孢叶斑病的防治效果
2.3 HK11-9在黄瓜叶部的定殖量
2.4 HK11-9处理对黄瓜叶部防御酶活性的影响
2.5 HK11-9的鉴定
2.6 HK11-9的抑菌谱及其生物学功能
3 讨论
3.1 HK11-9对黄瓜棒孢叶斑病的生防潜力
3.2 HK11-9的定殖能力
3.3 HK11-9对防御酶活性的影响
4 结论
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3.1 HK11-9对黄瓜棒孢叶斑病的生防潜力
黄瓜棒孢叶斑病在黄瓜整个生育期均能引起发病，主要危害叶片，在黄瓜叶柄和茎秆上也会产生病斑。该病原菌以菌丝体、分生孢子丛或厚垣孢子随病残体在土壤中越冬，存活力较强，主要以种子带菌的方式进行远距离传播，在作物生育期间主要靠分生孢子进行再次侵染和病害的扩散蔓延。因此，抑制病原菌的菌丝生长和孢子萌发，能够有效降低病原菌侵染和传播，达到防治病害的效果。本研究发现，HK11-9菌株能够抑制多主棒孢霉菌丝生长和孢子萌发，可有效防治黄瓜棒孢叶斑病。
多黏类芽孢杆菌（Paenibacillus polymyxa）是一类产生内生孢子来抵抗逆境的具有耐高温、耐干旱特性，在植物表面易存活和繁殖的优良生防资源。已报道较多多黏类芽孢杆菌能够防治多种植物病害，但尚未见到多黏类芽孢杆菌防治黄瓜棒孢叶斑病的报道。本研究鉴定结果HK11-9菌株为多黏类芽孢杆菌，能够产生芽孢，对尖孢镰孢菌等多种植物病原菌具有抑菌活性，能够产生嗜铁素、分解纤维素、蛋白和淀粉等作用，显示出良好的生防潜力，为黄瓜棒孢叶斑病生物防治提供了新的生防微生物资源。
3.2 HK11-9的定殖能力
生防菌的定殖能力是生防菌能否成功控制病害的决定性因素，其定殖受很多因素的影响。本研究中HK11-9菌株在黄瓜叶部稳定保持一定的定殖量，另外，HK11-9的菌悬液和发酵液对黄瓜棒孢叶斑病具有明显的防治效果，而其上清液对黄瓜棒孢叶斑病的防治效果不明显，推测HK11-9发挥其对黄瓜棒孢叶斑病的防治效果与其定殖能力有密切相关，其具体相关性有待于进一步探讨。
3.3 HK11-9对防御酶活性的影响
大量研究表明，苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）与植物抗病过程有密切相关，是植物抗病的重要指标。PAL是酚类物质、植保素和木质素合成的关键酶，通过苯丙烷代谢途径能够促进水杨酸、木质素和植保素及类物质的产生。PAL活性增加能够导致水杨酸、木质素和植保素等在植物内的含量提高，进而增强抗病性。POD是植物体内一种关键的氧化酶，是防御酶系中的重要一员，可以将酚类物质转化成木质素、植保素等，从而提高植物抗病性。PPO广泛存在于植物中，可促进酚类物质氧化，将酚类物质氧化成对病原菌有毒的醌类物质，杀死病原菌。
本研究结果，经HK11-9处理后接种棒孢叶斑病菌，提高黄瓜叶部PAL、POD和PPO活性，可能是因为HK11-9处理激发了植物体内的抗性反应，提高了黄瓜叶部防御酶活性，进而减轻黄瓜叶部棒孢叶斑病的发病程度，其具体的相关性有待于进一步研究。HK11-9菌株是的具有较大潜力的多功能生防细菌，其具体的防病机制及实际应用推广有待进一步的探索和研究。
从金鸡菊植物根际土壤分离筛选获得拮抗细菌HK11-9对黄瓜棒孢叶斑病具有良好的防治效果，其离体和活体防效分别能达到62.80%和67.73%，且在叶部有稳定的定殖能力，能提高黄瓜叶部防御酶的活性。HK11-9经鉴定为多黏类芽孢杆菌，具有分解淀粉、纤维素、蛋白和产嗜铁素的能力，且其抑菌谱较广，因而表明菌株HK11-9在黄瓜棒孢叶斑病生物防治方面具有一定的开发和应用价值。
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