园艺学报 ›› 2023, Vol. 50 ›› Issue (10): 2257-2270.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2022-0741
何亚芳1,2, 包慧芳2,*(), 王宁2, 詹发强2, 张学军3, 史应武2, 杨蓉2, 侯新强2, 龙宣杞2,*(
)
收稿日期:
2023-04-21
修回日期:
2023-09-03
出版日期:
2023-10-25
发布日期:
2023-10-31
通讯作者:
*(E-mail:779556527@qq.com;609160628@qq.com)
基金资助:
HE Yafang1,2, BAO Huifang2,*(), WANG Ning2, ZHAN Faqiang2, ZHANG Xuejun3, SHI Yingwu2, YANG Rong2, HOU Xinqiang2, LONG Xuanqi2,*(
)
Received:
2023-04-21
Revised:
2023-09-03
Published:
2023-10-25
Online:
2023-10-31
Contact:
*(E-mail:779556527@qq.com;609160628@qq.com)
摘要:
以新疆喀什地区伽师县盐碱地土壤为材料,通过平板对峙法和琼脂扩散法筛选获得对腐皮镰刀菌(Fusarium solani)BM1具有显著拮抗作用的菌株JS6-1和JS3-4。两菌株发酵上清液对甜瓜果腐病病原菌的抑菌圈直径分别为22.90和21.05 mm,通过形态学观察、生理生化试验和16s rRNA基因序列分析初步鉴定为贝莱斯芽孢杆菌Bacillus velezensis JS6-1和暹罗芽孢杆菌Bacillus siamensis JS3-4。抑菌谱测定结果表明两株菌对尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum KW1、香梨黑斑病菌链格孢菌Alternatia alternata HB2、香梨腐烂病菌Valsa mali var. pyri FL1等9种植物病原菌均有较强的抑制作用。酶活及产铁载体测定结果表明,两株菌可产生纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、葡聚糖酶和铁载体等物质。采用酸沉淀法提取两株菌脂肽类物质,并以腐皮镰刀菌Fusarium solani BM1为指示菌进行抑菌试验结果表明,两株菌脂肽类粗提物对病原菌的抑菌圈直径分别为20.55和19.05 mm,对病原菌孢子萌发抑制率分别为100%和93.77%。综上,拮抗菌JS6-1和JS3-4对镰刀菌属病原菌具有较好的拮抗效果,具有进一步开发为生防菌剂的潜力。
何亚芳, 包慧芳, 王宁, 詹发强, 张学军, 史应武, 杨蓉, 侯新强, 龙宣杞. 甜瓜镰刀菌果腐病菌拮抗菌筛选及其拮抗性研究[J]. 园艺学报, 2023, 50(10): 2257-2270.
HE Yafang, BAO Huifang, WANG Ning, ZHAN Faqiang, ZHANG Xuejun, SHI Yingwu, YANG Rong, HOU Xinqiang, LONG Xuanqi. Screening of Antagonistic Bacteria Against Fusarium spp. Causing Melon Fruit Rot and the Antagonistic Properties[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2023, 50(10): 2257-2270.
菌株 Strain | 抑菌带宽度/mm Inhibition zone width | 发酵上清液抑菌圈直径/mm The fermentation supernatant inhibition zone diameter |
---|---|---|
JS6-1 | 7.39 ± 0.07 a | 22.90 ± 0.74 a |
JS3-4 | 6.67 ± 0.08 b | 21.05 ± 0.28 b |
JS1-1 | 5.74 ± 0.17 c | 13.29 ± 0.11 c |
JS55-2 | 5.12 ± 0.11 d | 9.81 ± 0.47 d |
JS15 | 5.08 ± 0.21 d | 9.27 ± 0.30 d |
表1 甜瓜镰刀菌果腐病菌拮抗菌筛选结果
Table 1 Screening results of antagonistic bacteria against Fusarium melon fruit rot
菌株 Strain | 抑菌带宽度/mm Inhibition zone width | 发酵上清液抑菌圈直径/mm The fermentation supernatant inhibition zone diameter |
---|---|---|
JS6-1 | 7.39 ± 0.07 a | 22.90 ± 0.74 a |
JS3-4 | 6.67 ± 0.08 b | 21.05 ± 0.28 b |
JS1-1 | 5.74 ± 0.17 c | 13.29 ± 0.11 c |
JS55-2 | 5.12 ± 0.11 d | 9.81 ± 0.47 d |
JS15 | 5.08 ± 0.21 d | 9.27 ± 0.30 d |
图1 拮抗菌JS6-1(A)、JS3-4(B)及其发酵上清液(C)对腐皮镰刀菌的拮抗作用
Fig. 1 Antagonistic effect of antagonistic bacteria JS6-1(A),JS3-4(B)and their fermentation supernatant(C)on Fusarium solani
病原菌 | 抑菌率/% Inhibition rate | |
---|---|---|
Pathogen | JS6-1 | JS3-4 |
香梨腐烂病菌 Valsa mali var. pyri FL1 | 58.02 ± 1.28 c | 59.26 ± 1.44 b |
马铃薯黑痣病菌立枯丝核菌 Rhizoctonia solani ZN5 | 51.85 ± 0.42 de | 56.79 ± 1.28 bc |
番茄早疫病菌茄链格孢菌 Alternatia solani ZN18 | 58.02 ± 1.26 c | 53.09 ± 1.91 de |
核桃腐烂病 Cytcospora sp. ZN19 | 70.41 ± 2.22 a | 75.37 ± 1.18 a |
甜瓜枯萎病 Fusarium oxysporum KW1 | 59.32 ± 0.84 c | 54.60 ± 0.74 cd |
水稻恶苗串珠镰刀菌 F. moniliforme ZN12 | 54.26 ± 1.48 d | 58.52 ± 1.29 b |
马铃薯早疫病菌茄病链格孢菌 A. solani ZN6 | 62.28 ± 1.18 b | 57.72 ± 2.17 bc |
西瓜枯萎病尖孢镰刀菌 F. oxysporum ZN10 | 50.12 ± 0.65 e | 50.65 ± 1.01 e |
香梨黑斑病菌链格孢菌 A. alternata HB2 | 58.25 ± 1.26 c | 57.98 ± 1.87 bc |
表2 拮抗菌JS6-1和JS3-4的抑菌谱
Table 2 Antibacterial spectrum of antagonistic bacteria JS6-1 and JS3-4
病原菌 | 抑菌率/% Inhibition rate | |
---|---|---|
Pathogen | JS6-1 | JS3-4 |
香梨腐烂病菌 Valsa mali var. pyri FL1 | 58.02 ± 1.28 c | 59.26 ± 1.44 b |
马铃薯黑痣病菌立枯丝核菌 Rhizoctonia solani ZN5 | 51.85 ± 0.42 de | 56.79 ± 1.28 bc |
番茄早疫病菌茄链格孢菌 Alternatia solani ZN18 | 58.02 ± 1.26 c | 53.09 ± 1.91 de |
核桃腐烂病 Cytcospora sp. ZN19 | 70.41 ± 2.22 a | 75.37 ± 1.18 a |
甜瓜枯萎病 Fusarium oxysporum KW1 | 59.32 ± 0.84 c | 54.60 ± 0.74 cd |
水稻恶苗串珠镰刀菌 F. moniliforme ZN12 | 54.26 ± 1.48 d | 58.52 ± 1.29 b |
马铃薯早疫病菌茄病链格孢菌 A. solani ZN6 | 62.28 ± 1.18 b | 57.72 ± 2.17 bc |
西瓜枯萎病尖孢镰刀菌 F. oxysporum ZN10 | 50.12 ± 0.65 e | 50.65 ± 1.01 e |
香梨黑斑病菌链格孢菌 A. alternata HB2 | 58.25 ± 1.26 c | 57.98 ± 1.87 bc |
指标分类 Index classification | 测定指标 Identification index | JS6-1 | JS3-4 |
---|---|---|---|
氮源利用 Nitrogen source utilization | 硫酸铵Ammonia sulfate | + | + |
草酸铵Sodium oxalate | + | + | |
柠檬酸二铵Ammonium citrate | + | + | |
L-酪氨酸L-tyrosine | + | + | |
磷酸二氢铵Ammonium dihydrogen phosphate | + | + | |
谷氨酸Glutamate | + | - | |
碳源利用 Carbon source utilization | D-葡萄糖D-glucose | + | + |
甘油Glycerinum | + | + | |
蔗糖Saccharose | + | + | |
D-果糖D-fructose | + | + | |
乳糖Lactose | + | - | |
淀粉Amylum | + | + | |
甘露醇Mannitol | + | + | |
鼠李糖Rhamnose | - | - | |
壳聚糖Chitosan | - | - | |
海藻糖Trehalose | + | + | |
麦芽糖Maltose | + | + | |
其他指标 Other indicators | 接触酶反应Contact enzyme test | + | + |
柠檬酸盐利用Citrate utilization | - | - | |
甲基红Methy red | - | + | |
明胶液化Liquefy glutin | + | + | |
淀粉水解Starch hydrolysis | + | + | |
V-P试验V-P test | + | + | |
吲哚试验Indole test | - | - | |
硫化氢Hydrogen sulfide | - | - | |
生长特性 Growth characteristics | NaCl浓度/% NaCl concentration | 2.5 ~ 9.5 | 2.5 ~ 9.0 |
生长温度/℃ Growth temperature | 15 ~ 50 | 4 ~ 50 | |
pH | 5.0 ~ 11.0 | 5.0 ~ 9.0 |
表3 拮抗菌生理生化特性
Table 3 Physiological and biochemical characteristics of antagonistic bacteria
指标分类 Index classification | 测定指标 Identification index | JS6-1 | JS3-4 |
---|---|---|---|
氮源利用 Nitrogen source utilization | 硫酸铵Ammonia sulfate | + | + |
草酸铵Sodium oxalate | + | + | |
柠檬酸二铵Ammonium citrate | + | + | |
L-酪氨酸L-tyrosine | + | + | |
磷酸二氢铵Ammonium dihydrogen phosphate | + | + | |
谷氨酸Glutamate | + | - | |
碳源利用 Carbon source utilization | D-葡萄糖D-glucose | + | + |
甘油Glycerinum | + | + | |
蔗糖Saccharose | + | + | |
D-果糖D-fructose | + | + | |
乳糖Lactose | + | - | |
淀粉Amylum | + | + | |
甘露醇Mannitol | + | + | |
鼠李糖Rhamnose | - | - | |
壳聚糖Chitosan | - | - | |
海藻糖Trehalose | + | + | |
麦芽糖Maltose | + | + | |
其他指标 Other indicators | 接触酶反应Contact enzyme test | + | + |
柠檬酸盐利用Citrate utilization | - | - | |
甲基红Methy red | - | + | |
明胶液化Liquefy glutin | + | + | |
淀粉水解Starch hydrolysis | + | + | |
V-P试验V-P test | + | + | |
吲哚试验Indole test | - | - | |
硫化氢Hydrogen sulfide | - | - | |
生长特性 Growth characteristics | NaCl浓度/% NaCl concentration | 2.5 ~ 9.5 | 2.5 ~ 9.0 |
生长温度/℃ Growth temperature | 15 ~ 50 | 4 ~ 50 | |
pH | 5.0 ~ 11.0 | 5.0 ~ 9.0 |
图6 纤维素酶(A),蛋白酶(B),淀粉酶(C)和葡聚糖酶(D)选择性培养基检测及产铁载体(E)检测
Fig. 6 Cellulase(A),protease(B),amylase(C)and glucanase(D)selective medium detection and siderophore detection(E)
菌株编号Strain number | As/Ar | 铁载体活性/% Siderophore activity |
---|---|---|
JS6-1 | 0.689 ± 0.008 | 31.10 ± 0.06 |
JS3-4 | 0.789 ± 0.015 | 21.11 ± 0.11 |
表4 拮抗菌JS6-1和JS3-4产铁载体能力
Table 4 The ferritic capacity of antagonistic bacteria JS6-1 and JS3-4
菌株编号Strain number | As/Ar | 铁载体活性/% Siderophore activity |
---|---|---|
JS6-1 | 0.689 ± 0.008 | 31.10 ± 0.06 |
JS3-4 | 0.789 ± 0.015 | 21.11 ± 0.11 |
稀释倍数 Dilution multiple | Bacillus velezensis JS6-1 | B. siamensis JS3-4 | ||
---|---|---|---|---|
孢子萌发率/% Spore germination rate | 萌发抑制率/% Spore germination inhibition rate | 孢子萌发率/% Spore germination rate | 萌发抑制率/% Spore germination inhibition rate | |
原液 Stock solution | 0 | 100.00 | 5.45 | 93.77 |
10-1 | 8.69 | 91.64 | 12.12 | 86.15 |
10-2 | 25.58 | 83.28 | 33.82 | 61.35 |
10-3 | 34.21 | 67.79 | 40.54 | 53.67 |
10-4 | 58.33 | 36.91 | 67.56 | 22.79 |
对照Control | 87.50 | — | 87.50 | — |
表5 菌株JS6-1和JS3-4脂肽类粗提物稀释倍数对致病菌孢子萌发的影响
Table 5 Antagonistic effects of lipopeptide dilution on spore germination of pathogenic bacteria by strains JS6-1 and JS3-4
稀释倍数 Dilution multiple | Bacillus velezensis JS6-1 | B. siamensis JS3-4 | ||
---|---|---|---|---|
孢子萌发率/% Spore germination rate | 萌发抑制率/% Spore germination inhibition rate | 孢子萌发率/% Spore germination rate | 萌发抑制率/% Spore germination inhibition rate | |
原液 Stock solution | 0 | 100.00 | 5.45 | 93.77 |
10-1 | 8.69 | 91.64 | 12.12 | 86.15 |
10-2 | 25.58 | 83.28 | 33.82 | 61.35 |
10-3 | 34.21 | 67.79 | 40.54 | 53.67 |
10-4 | 58.33 | 36.91 | 67.56 | 22.79 |
对照Control | 87.50 | — | 87.50 | — |
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