解淀粉芽孢杆菌HMB33604的抑菌物质及对马铃薯黑痣病的防治效果

作     者：李扬凡 邵美琪 刘畅 郭庆港 王培培 陈秀叶 苏振贺 马平 LI YangFan;SHAO MeiQi;LIU CHANG;GUO QingGang;WANG PeiPei;CHEN XiuYe;SU ZhenHe;MA Ping

作者机构：河北省农林科学院植物保护研究所/河北省农业有害生物综合防治工程技术研究中心/农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室 河北农业大学植物保护学院 南京农业大学植物保护学院 

出 版 物：《中国农业科学》 (Scientia Agricultura Sinica)

年 卷 期：2021年第54卷第12期

页      面：2559-2569页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

基　　金：国家重点研发计划(2017YFD0200400) 河北省重点研发计划(19226510D) 河北省农林科学院现代农业科技创新工程(2019-1-1-7) 

主　　题：马铃薯黑痣病 解淀粉芽孢杆菌 抑菌物质 脂肽类抗生素 生物防治 

摘      要：【目的】由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani AG-3)引起的马铃薯黑痣病是马铃薯生产中重要的土传病害,严重影响马铃薯的产量和质量。利用微生物杀菌剂防治马铃薯黑痣病是环境友好、切实可行的措施之一。本研究旨在获得有效防治马铃薯黑痣病的生防细菌并明确其防病作用方式,为生防细菌发酵工艺的优化、微生物杀菌剂的合理施用提供科学依据。【方法】通过对峙培养法和温室盆栽试验筛选有效防治马铃薯黑痣病的生防细菌,通过Biolog微生物鉴定系统、16S rDNA序列以及gyrA、gyrB、rpoB和rpoC多基因序列分析对生防细菌进行分类鉴定。通过盆栽试验比较生防细菌菌株发酵液、无菌体上清液和菌体悬浮液对马铃薯黑痣病的防治效果,利用高效液相色谱(HPLC)对脂肽提取物进行分离,通过抑菌活性测定结合质谱(UPLC-Triple TOF-MS/MS)技术鉴定生防细菌产生的抑菌活性物质。采用实时荧光定量PCR(real-time PCR)技术测定马铃薯根际黑痣病菌的DNA拷贝数。【结果】通过对2 106株细菌进行筛选,获得3株有效防治马铃薯黑痣病的生防细菌,其中HMB33604菌株对马铃薯黑痣病的防治效果较高,达到52.9%。通过生理生化及多基因序列比对,将HMB33604菌株鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。该菌株发酵液和上清液对马铃薯黑痣病具有显著的防治效果,分别为52.2%和66.4%,而菌体悬浮液对马铃薯黑痣病的防治效果仅为16.9%,证明该菌株主要通过产生抑菌活性物质而起到防治马铃薯黑痣病的作用。HMB33604菌株可以产生泛革素(fengycin)、伊枯草菌素A(iturin A)和表面活性素(surfactin),抑菌试验证明泛革素和伊枯草菌素是HMB33604菌株产生的主要抑菌活性物质,这两种脂肽类抗生素能够显著抑制黑痣病菌的生长,并且造成菌丝畸形。菌株发酵液和无菌体上清液均显著降低马铃薯根际黑痣病菌的DNA拷贝数,与对照相比分别降低了60.3%和64.0%;而菌体悬浮液处理后根际黑痣病菌的DNA拷贝数仅降低10.3%。【结论】获得一株有效防治马铃薯黑痣病的生防细菌——解淀粉芽孢杆菌HMB33604,该菌株主要通过产生抑菌活性物质而发挥生防作用。泛革素和伊枯草菌素是HMB33604菌株产生的主要抑菌活性物质。泛革素和伊枯草菌素不仅造成黑痣病菌菌丝畸形,还可显著降低马铃薯根际黑痣病菌的数量,从而有效防治马铃薯黑痣病。