一株抗南方根结线虫长形赖氨酸芽孢杆菌的分离鉴定及应用

2021-02-09 00:32程菊娥王东伟成飞雪朱春晖王忠勇史晓斌郑立敏苏品刘勇张德咏
南方农业学报 2021年10期
关键词:鉴定

程菊娥 王东伟 成飞雪 朱春晖 王忠勇 史晓斌 郑立敏 苏品 刘勇 张德咏

摘要:【目的】筛选对南方根结线虫具有良好活性的生防菌株,為杀线虫制剂的研制与应用提供理论依据。【方法】采用平板稀释法对从抗线虫黄瓜根系附近采集的土壤样品进行芽孢杆菌分离,通过浸渍法筛选出杀线活性高且稳定的菌株,结合形态特征、生理生化特性和16S rDNA序列分析对活性菌株进行分类鉴定,并通过离体、盆栽及田间试验对分离菌株防治南方根结线虫的效果进行验证。【结果】筛选出1株具有较高杀线虫活性的芽孢杆菌C1,经鉴定菌株C1为长形赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus macroides)。杀线活性测定结果表明,菌株C1发酵上清液对南方根结线虫卵孵化的相对抑制率为74.50%、对雌虫孵化的相对抑制率为95.17%、对2龄幼虫的24和48 h校正死亡率分别为98.83%和100.00%,且杀虫活性稳定;盆栽试验发现,菌株C1发酵液50倍稀释液对番茄南方根结线虫的防效为73.24%;田间防病试验结果显示,菌株C1发酵液50倍稀释液对黄瓜南方根结线虫病的防效达82.67%,且产量较清水对照增产20.0%。【结论】菌株C1不仅对南方根结线虫病具有良好的防治效果,且能促进作物生长,可作为生物农药和肥料在农业生产中开发利用。

关键词: 南方根结线虫;长形赖氨酸芽孢杆菌;鉴定;杀线活性;促生效果

中图分类号: S432.45                          文献标志码: A 文章编号:2095-1191(2021)10-2765-11

Abstract: 【Objective】To screen the biocontrol strains with good activity against Meloidogyne incognita and provide a theoretical basis for the development and application of nematicidal agents.【Method】Bacillus was isolated from soil samples collected near the root of cucumber resistant to M. incognita by plate dilution method. Strains with high and stable nematicidal activity were screened by impregnation method. The active strains were classified and identified based on morphological characteristics, physiology and biochemistry and 16S rDNA identification. In vivo, pot and field experiments were conducted to verify the effect of the isolated strain on the control of M. incognita. 【Result】A Bacillus C1 with high nematicidal activity was screened, and the strain C1 was identified as Lysinibacillus macrolides. The nematicidal activity results showed that the relative inhibition rate of the fermentation supernatant of strain C1 on the egg hatching of M. incognita was 74.50%, the relative inhibition rate on the female hatching was 95.17%, and the 24 and 48 h corrected mortality of the second-stage juvenile were 98.83% and 100.00%, respectively, with stable nematicidal activity. Pot experiment showed that the control effect of 50 times dilution of fermentation broth of strain C1 on tomato M. incognita was 73.24%. The results of field disease control experiment showed that the control effect of 50 times dilution of C1 fermentation broth on cucumber M. incognita was 82.67%, with yield 20.0% higher than that of clear water control.  【Conclusion】Strain C1 not only shows good control effect on M. incognita, but also promotes crop growth. It can be developed and utilized as biological pesticide and fertilizer in agricultural production.

Key words: Meloidogyne incognita; Lysinibacillus macrolides; identification; nematicidal activity; growth promoting effect

Foundation item:Special Construction Project of China National Modern Agricultural Industrial Technology System (CARS-16-E17); National Natural Science Foundation of China(31401797, 31871941)

0 引言

【研究意義】植物根结线虫是一类普遍发生的专性植物寄生病原线虫,可对3000多种植物的生长发育造成严重危害(刘维志,1998;Jones et al.,2013),每年由根结线虫等植物寄生线虫造成的经济损失约1500亿美元(Li et al.,2015),被认为是最严重的寄生线虫(段玉玺,2011)。近年来,随着我国蔬菜和粮食作物种植面积不断扩大、全球气候变暖以及规模化集约农业的发展,根结线虫病害愈发严重,对粮食和蔬菜等作物造成严重影响,受根结线虫侵染的作物生长发育缓慢、产量显著下降,严重制约了我国农业经济的发展。由于缺乏抗性品种、复种指数高等原因,现阶段根结线虫的治理主要应用化学方式,化学防治虽然可获得较突出的效果,但由于化学药剂存在诸多缺点,如污染生态环境、毒性较高等,导致根结线虫产生一定的抗药性。尤其在2009年哥本哈根联合国气候变化大会召开后,世界各国均在追求低碳环保发展,一些对生态环境污染较严重的高毒药物被禁用,生物防治由于其生态友好性而为人们所重视(路雪君等,2010;张楠,2017;Gogoi and sarodee,2019;程万里等,2020)。南方根结线虫是我国分布最广和危害最严重的一类植物寄生线虫(葛俊杰等,2016;舒然等,2020),目前化学防治是其主要防治方法,迫切需要经济有效且对环境友好的防治根结线虫绿色生物农药。因此,利用微生物及其代谢产物防治南方根结线虫既能杀灭线虫,又符合生态友好的发展趋势,但仍需挖掘更多的生防资源并应用于生产实践。【前人研究进展】根结线虫生防资源包括真菌、细菌、放线菌、植物、病毒和捕食性线虫等,其中根际细菌是当前的热点和主要研究方向(程菊娥和孔晓婷,2017)。在根际细菌中,对线虫有活性的多为促生细菌,主要包括芽孢杆菌属和假单胞菌属(Siddiqui and Mahmood,1999)。Mahgoob和El-Tayeb(2010)利用多粘菌UBF15、巨型芽孢杆菌UBF10和圆球芽孢杆菌UBF20等根际细菌进行杀线虫试验,结果表明UBF15、UBF10和UBF20菌株混合处理能显著减少线虫在根和土壤中的繁殖,接种后90 d较未接种的对照根中根结、卵块、幼虫和雌虫数量分别减少74.8%、79.5%、76.8%和53.3%。丁磊(2017)研究发现,根际细菌嗜线虫沙雷氏菌PFMP-5在24 h内对根结线虫卵的孵化抑制率可达93%以上。吕达(2017)从山东省莱芜市大姜种植区土壤中分离出23株细菌,其中菌株E5、E9和E17发酵液对南方根结线虫的防效均在98%以上。赵丹(2018)使用5种高效根际细菌对番茄种子处理可高效防治南方根结线虫病,其中变形斑沙雷氏菌处理番茄种子防治根结线虫为首次报道。杜珊珊(2018)从烟台栖霞和姜疃镇西洋参地土壤中分离出136株细菌,其中11株细菌对南方根结线虫2龄幼虫(J2)的校正死亡率均在80%以上。赵惠(2018)从北方线虫研究所分离的1458株细菌中筛选出2株对蔬菜根结线虫有良好防效的菌株Sneb811和Sneb709,其校正死亡率分别为98.17%(48 h)和98.09%(48 h),经鉴定Sneb811为莓实假单胞菌、Sneb709为解淀粉芽胞杆菌。刘广颖(2020)从线虫发生地分离到包括短小芽孢杆菌DDWD、耐盐芽孢杆菌DDWA、芽孢杆菌DDWB、蜡样芽孢杆菌 DDWWAI、海泥芽孢杆菌DDWC、铜绿假单胞菌JNB、东洋芽孢杆菌DDWNEI和假蕈状芽孢杆菌JNC等8株具有杀线虫活性的根际细菌,其中菌株DDWC对南方根结线虫的防效达69.96%。【本研究切入点】目前只有蜡样芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌等极少数生防菌登记应用于根结线虫防治,难以满足市场需求。【拟解决的关键问题】采用平板稀释法对从抗线虫黄瓜根系附近采集的土壤样品进行芽孢杆菌分离,对筛选获得的菌株进行形态特征、生理生化特性和16S rDNA序列分析,进一步通过离体、盆栽和大田试验评价分离菌株对南方根结线虫的防治效果及对作物的促生作用,为杀线虫制剂的研制与应用提供理论依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

1. 1. 1 供试土壤样品 2018年7月在湖南省长沙县春华基地黄瓜地块,用取样器(长55 cm,直径2 cm)在抗线虫黄瓜根系附近选5点取土壤样品,深度10 cm,经筛取后将样品混合装袋。

1. 1. 2 供试根结线虫雌虫、虫卵和2龄幼虫的准备

参照刘维志(1998)的方法,将南方根结线虫用感病寄主在室内盆栽接种扩大培养,在根系有大量雌虫出现时,将根系用水轻轻冲洗,小心挑取雌虫;将雌虫放在0.5%次氯酸钠溶液中消毒3 min,再用无菌水冲洗3次,放在盛有少量无菌水的培养皿内,25 ℃培养4 d,每隔24 h收集一次新孵化的根结线虫2龄幼虫,配制根结线虫液(1000条/mL),4 ℃保存备用;将被南方根结线虫侵染的根全部剪碎,并直接放置于三角瓶内,然后将100 mL 0.5%次氯酸钠溶液倒入其中,振荡2 min,再倒进200/500目筛组中,通过自来水冲洗,对500目筛网中包含的卵进行收集,最后对卵进行稀释处理,制备1000粒/mL的卵悬浮液。

1. 1. 3 培养基 牛肉膏蛋白胨固体培养基(NA培养基):牛肉膏5.0 g,蛋白胨10.0 g,NaCl 5.0 g,琼脂20.0 g,加水至1000 mL,pH 7.0~7.2,121 ℃条件下灭菌30 min。NA液体培养基:牛肉膏3.0 g,蛋白胨5.0 g,葡萄糖2.5 g,加水至1000 mL,pH 7.0~7.2,121 ℃灭菌30 min。

1. 1. 4 主要试剂 细菌基因组DNA提取试剂盒(福际生物技术有限公司),2×Es Taq Master Mix(康为世纪生物科技有限公司),细菌通用引物[生工生物工程(上海)股份有限公司],其他试剂均为国产分析纯。

1. 1. 5 主要仪器 OLYMPUS SZ51显微镜;OLYM PUS SX23显微镜;Eppendorf 5430R离心机(南京伊若达仪器设备有限公司);LRH-250恒温生化培养箱(上海一恒科学仪器有限公司);全波长微孔板分光光度计(Bio Tek/Eon,美国);W-CJ-FD超净工作台(上海博迅实业有限公司);扫描电子显微镜(JEXL-230,日本电子株式会社),ZD-85振荡培养箱(江苏金坛市医疗器械厂);凝胶成像仪(UVP凝胶成像系统,美国UVP公司);BKQ-B100II全自动内循环立式高压蒸汽灭菌器(济南欧莱博科学仪器有限公司);Eppendorf 5331 PCR仪(上海实维实验仪器技术有限公司)。

1. 2 试验方法

1. 2. 1 芽孢杆菌分离 参照张立强等(2014)的平板稀释法,将土壤配制成10-2~10-6悬浮液,分别取100 μL梯度悬浮液涂布于NA培养基上,30 ℃恒温条件下培养2~4 d,挑选形态各异的单菌落,在纯化培养基上进行划线处理,得到纯培养的单菌落,对菌株进行编号处理,-80 ℃甘油中保藏。

1. 2. 2 芽孢杆菌发酵液及发酵上清液制备 将通过活化处理的单菌落接种于发酵培养基中,30 ℃下180~220 r/min振荡培养1~2 d,部分备用;另一部分30 ℃下8000~10000 r/min离心,上清液于4 ℃保存备用。

1. 2. 3 杀线虫活性芽孢杆菌筛选 采用Giannakou等(2005)的浸渍法,将900 μL芽孢杆菌发酵上清液与100 μL根结线J2悬浮液分别添加至24孔板的空穴中,4次重复。25 ℃培养箱中培养24和48 h后,参考孙海等(2020)的方法在体视显微镜下观察并记录线虫死亡数,计算校正死亡率。设NA液体培养基为对照。

死亡率(%)=死亡的线虫数/观察的线虫总数×100

校正死亡率(%)=(处理线虫死亡率-对照线虫死亡率)/(100-对照线虫死亡率)×100

1. 2. 4 活性菌株穩定性测定 选取活性菌株,将其涂布于NA培养基上,连续继代培养5代后对各菌株的抗根结线虫活性进行测定,具体操作方式同1.2.3。

1. 2. 5 活性菌株鉴定

1. 2. 5. 1 培养及形态特征 参照成飞雪等(2011)的方法,30 ℃恒温条件下培养24~48 h后观察菌落大小、颜色、质地、形状和湿润度等。另取对数生长期的新鲜菌体于1000 r/min下离心8 min,去掉上清液后收集菌体,再经2.5%戊二醛固定后用于电镜观察(李培京,2008)。

1. 2. 5. 2 生理生化特性测定 依据《常见细菌系统鉴定手册》(东秀珠和蔡妙英,2001)进行菌株生理生化特性鉴定。

1. 2. 5. 3 分子生物学鉴定 参考陈丽洁等(2019)的方法,基于菌株测序结果利用MEGA 7.0建构系统发育进化树。

1. 2. 6 活性菌株发酵上清液对南方根结线虫卵孵化的抑制效果 将菌株发酵上清液配制成原液、5倍和10倍稀释液3个梯度(依次记为处理1~处理3),于24孔板中分别加入900 μL不同梯度的发酵液和100 μL虫卵悬浮液,混匀,各处理重复3次,以NA液体培养基为对照(处理4,CK);25 ℃处理5 d后于体式显微镜下观察计数,计算南方根结线虫卵孵化率和相对抑制率。

1. 2. 7 活性菌株发酵上清液对根结线虫雌虫孵化的抑制效果 试验设2个处理,处理1:菌株发酵上清液处理,挑选大小相似、新鲜饱满的南方根结线虫雌虫,先用0.5%次氯酸钠溶液消毒2 min,再用无菌水冲洗,将雌虫放置于含有900 μL发酵上清液的空穴中(2个/穴),25 ℃条件下进行孵化,5 d后统计孵化的线虫总数,求出雌虫孵化抑制率;处理2(CK):用NA液体培养基作为对照,处理方式同处理1。

1. 2. 8 活性菌株发酵上清液对南方根结线虫J2的杀线虫活性 方法同1.2.3。

1. 2. 9 活性菌株发酵液对盆栽番茄南方根结线虫的防控效果 试验于2019年9—12月在湖南省植物保护研究所温室内进行,试验期间平均湿度70%左右,温度28 ℃。供试番茄品种钻红一号(市售),以1.8%阿维菌素水乳剂为对照药剂。采用灌根法处理。在育苗盘中,用经消毒处理的基质培育番茄,番茄长至4片真叶时,选择长势优良的番茄苗移植于经消毒处理的花盆中,恒温恒湿温室培养,定期浇水施肥,保持土壤肥力和湿度;移栽7 d供试番茄植株定根后,在番茄根基部接种线虫,1000头/株。接虫第5~10 d后,分别用活性菌株发酵液50倍稀释液(处理1)、1.8%阿维菌素水乳剂500倍稀释液(处理2)和NA液体培养基(处理3,CK)灌根,每处理20株番茄苗,50 mL处理液/株,每处理重复3次;15 d后再灌根处理一次,方法同第1次。第2次处理后30 d进行调查,每处理调查10株番茄,参考成飞雪等(2011)的方法进行番茄根结线虫危害分级,计算病情指数和防治效果;同时测定番茄植株的株高和根长,计算增长率、病情指数和防治效果。

1. 2. 10 活性菌株发酵液对大田黄瓜南方根结线虫病的防治效果 试验于2020年4—8月在湖南省长沙县春华镇蔬菜基地简易大棚内进行,面积约120 m2,土壤为沙壤土,肥力中等,常年种植蔬菜,灌溉条件良好,历年均有根结线虫病发生,发病程度中等。供试黄瓜品种为鄂黄三号(根结线虫感病品种,市售)。

试验设5个处理,处理1~处理3:依次为5×109 CFU/mL活性菌株发酵液50、100和200倍稀释液;处理4:1.8%阿维菌素乳油800倍液;处理5:清水对照(CK)。按500 mL处理液/穴灌蔸处理,每处理4次重复,每小区10 m2,22株黄瓜/小区,各处理按完全随机区组排列,其他水肥管理按常规。于移栽前(4月25日)进行喷药处理土壤,4月27日移植4叶黄瓜苗,5月2日和7日各灌根1次,共施药3次。

根结线虫J2数量、防治效果、黄瓜长势及产量调查参考成飞雪等(2011)的方法,计算根结线虫J2虫口减退率、统计病情指数、防效及黄瓜产量和增长率。

1. 3 统计分析

试验数据采用Excel 2013进行整理,运用SPSS 16.0进行统计及差异显著性分析。

2 结果与分析

2. 1 芽孢杆菌的分离及筛选结果

从抗线虫黄瓜根际土壤样品中共分离出93株菌株,通过筛选得到4株校正死亡率为85.00%以上的菌株,其中菌株C1发酵上清液对根结线虫的校正死亡率约为95.96%,5次继代培养后的杀线虫活性仍在93.01%左右(图1),表明菌株C1具有较强的抗根结虫活性及稳定性。

2. 2 菌株C1鉴定

2. 2. 1 菌株形态鉴定 将菌株C1在NA培养基上划线培养(图2),其菌落直径2~4 mm,圆形、偏淡黄色、光滑、不透明、表面平坦且有光泽、边缘较整齐,细菌在电子显微镜下呈长杆(图3)。

2. 2. 2 菌株生理生化测定 由表1可知,菌株C1的淀粉水解试验、甲基红试验、V-P试验、硝酸盐还原试验、精氨酸双水解酶试验和菌膜形成试验呈阴性反应,H2O2酶试验呈阳性反应。

2. 2. 3 菌株16S rDNA序列测定及系统发育分析

测序结果菌株C1的16S rDNA序列长度为1455 bp,其NCBI登录号为MK949359。将所得序列在NCBI数据库进行比对,运用MEGA 7.0构建菌株C1序列与参比菌株序列的系统发育进化树,结果(图4)显示,菌株C1与Lysinibacillus macroides(登录号KX027335)处于同一个分支,存在一定的亲缘关系,同源性在99.79%左右。综合菌株C1形态、生理生化和分子鉴定结果,菌株C1鉴定为长形赖氨酸芽孢杆菌(L. macroides)。

2. 3 菌株C1发酵上清液对南方根结线虫卵的抑制效果

由表2可知,以NA液体培养基为对照,南方根结线虫卵5 d的孵化率达92.3%,但经过菌株C1发酵上清液原液和5倍、10倍稀释液处理的卵孵化率为24.1%~33.5%,显著抑制了南方根结线虫卵的孵化(P<0.05,下同),相对抑制率可达64.72%~74.50%,说明菌株C1发酵上清液能有效抑制南方根结线虫卵的孵化。

2. 4 菌株C1发酵上清液对南方根结线虫雌虫孵化的抑制效果

由表3可知,经过菌株C1发酵上清液处理后,南方根结线虫雌虫孵化的相對抑制率达95.17%,明显抑制了南方根结线虫雌虫的孵化,显示出良好的应用前景。

2. 5 菌株C1发酵上清液对南方根结线虫J2的杀线虫活性

菌株C1发酵上清液对南方根结线虫J2的24和48 h校正死亡率分别为98.83%和100.00%,说明菌株C1发酵上清液对南方根结线虫具有显著的毒杀效果(表4)。

2. 6 菌株C1发酵液对盆栽番茄南方根结线虫的防控效果

盆栽试验发现,经菌株C1发酵液处理的番茄根结较少,根系相对发达,而对照根结成瘤(图5)。

由表5可知,经菌株C1发酵液处理的病情指数明显低于对照,防效达73.24%,且比阿维菌素对照处理的效果(防效为67.79%)更佳;菌株C1发酵液处理的番茄株高和根长较阿维菌素和对照处理均有明显增加,分别比对照处理高58.30%和47.17%。

2. 7 菌株C1发酵液对大田黄瓜南方根结线虫病的防治效果

由表6可知,相较于清水对照(CK),3种不同浓度的菌株C1发酵稀释液处理均能降低黄瓜根围土壤中根结线虫J2的种群数量,尤其是50倍液处理30 d后的虫口减退率达79.07%,与阿维菌素的防效(82.11%)无显著差异(P>0.05,下同)。

从表7可看出,各浓度菌株C1发酵稀释液处理对黄瓜根结线虫病均有一定的防治效果,其中50倍稀释液的防效可达82.67%,与对照药剂阿维菌素处理的防效(86.22%)无显著差异。施用菌剂后,于黄瓜幼苗期和坐果期测量黄瓜株高,结果显示,3种不同浓度的菌株C1发酵稀释液处理对黄瓜生长均有一定的促进作用,其中50倍稀释液处理的效果最佳,其苗期和坐果期株高分别较CK高3.3和24.6 cm;同时,各处理黄瓜产量也显著提升,尤其是50倍稀释液处理的黄瓜小区产量较CK增产22.0%,显著高于阿维菌素处理(增产率为11.3%)。表明菌株C1发酵液不仅对蔬菜根结线虫病有良好的防治效果,且能促进蔬菜生长,提高作物产量,具有良好的应用前景。图6为大田试验各处理黄瓜植株和根部生长情况。

3 讨论

植物根结线虫危害作物种类广、传播途径多样,因其寄生于植物根内韧皮部,加之虫体结构的特殊性,病原抗药性很强,仅有少数几种化学农药对其具有较好的防治效果,但长期使用会提高线虫的抗药性,使防治用药量日趋增大。本研究筛选的长形赖氨酸芽孢杆菌C1菌株对南方根结线虫具有较高活性,离体对南方根结线虫卵、雌虫和J2均有较好的控制作用,大田对黄瓜根结线虫病亦有较好的防治效果,且能促进蔬菜生长,提高作物产量,具有抗病促生作用。

对于植物根结线虫的预防和防治,生物手段是目前的主要研究方向。植物根结线虫生防资源是指其在自然界的所有天敌生物,包括真菌、细菌、放线菌、植物、病毒和捕食性线虫等(祝明亮等,2004;郝昕等,2021),其中生防细菌是近年的研究热点,越来越多的细菌被分离,不同的作用方式被报道。根据作用方式不同,又分为寄生细菌、内生细菌和根际细菌3大类。研究人员对根际生防菌进行了深入研究,包括资源筛选、活性物质分离鉴定及机理研究等。就生防资源而言,能有效防治植物寄生线虫的根际芽孢杆菌种类很多。因芽孢杆菌在自然界各种生境中普遍存在,且环境适应性强,能自动产生多种可抑制线虫活性的代谢物,同时可有效促进植物生长发育等(Abd-Elgawad and Askary,2018;Mhatre et al.,2019),而具有防治土传病害的优势,如解淀粉芽孢杆菌(朱丽梅等,2009)、巨大芽孢杆菌(梁建根等,2011)、苏云金芽孢杆菌(成飞雪等,2011)、枯草芽孢杆菌(Khalil et al.,2012)、简单芽胞杆菌(王进福等,2016)、阿氏芽孢杆菌(姚思敏,2018)、坚强芽孢杆菌(刘广颖,2020)和蜡样芽胞杆菌(赵劲捷等,2020)等多种芽孢杆菌被应用于根结线虫防治,其中利用最成功的是苏云金芽孢杆菌,为无公害生产中首推的生物杀虫剂品种(Wei et al.,2003;徐重新等,2019)。赖氨酸芽孢杆菌与其他芽孢杆菌一样广泛存在于土壤、海洋、植物及动物体内,但相关应用限于生物表面活性剂(Seo et al.,2013)、重金属污染治理和控制蚊媒疾病(Vargas and Dussán,2013)、胞外多糖生产(曾承露等,2017)、石油降解(李国丽等,2018)和抑制真菌(郑雯等,2019)中,对于在线虫病害防治方面的研究鲜有报道。

前期研究已证明根际促生菌对根结线虫的控制效果,芽孢杆菌、假单胞菌的细菌悬液和滤液对爪哇根结线虫(Siddiqui and Shaukat,2003)、南方根结线虫(Radwan et al.,2012)和埃塞俄比亚根结线虫(Aballay et al.,2013)幼虫的防效均超过70%,对卵孵化也有类似的效果;同时,温室条件下根际细菌对根际寄生虫的防效为80%(Aballay et al.,2013)。但目前对根际细菌防治线虫的拮抗机制研究还不够透彻,大致分为以下几个方面:(1)根际细菌可改变根际分泌物。Racke和Sikora(1992)研究发现,根际细菌致使植物根际分泌物发生改变,进而影响其寄生线虫的发育。(2)根际细菌通过代谢产生如抗生素、次生代谢物、酶、NH3、NO2、H2S和小分子物质等影响线虫的行为或杀死线虫(郭荣君等,1996;Siddiqui and Shaukat,2003)。程万里等(2020)从江西省湖口县有机复合污染的毛茛根际土壤中分离得到多粘类芽胞杆菌KM2501-1产生的环二肽类物质cyclo (Pro-Phe)杀线虫效率达84.75%。(3)根际细菌与线虫的营养和空间位点竞争。Zuckerman和Kuhlman(2001)研究发现,主根表层的凝聚素与根结线虫体表糖蛋白相互識别从而致使寄主植物受到侵染。(4)根际细菌诱导作物系统抗性。巨大芽孢杆菌Sneb 207能诱导大豆植株对大豆孢囊线虫产生系统抗性,使叶绿素含量提高,光合速率增大,从而达到防治病害的目的(周园园,2016)。以上报道表明,根际细菌对线虫的抑制活性是一种或几种因子共同作用的结果。本研究认为,正是根际细菌对线虫抑制作用机制呈多样性的特点,使根际细菌成为当前线虫生物防治中重要的天敌类群而受到研究者的关注。

本研究筛选获得的长形赖氨酸芽孢杆菌C1,前期试验表明其不仅对南方根结线虫具有毒杀效果,同时对花生根结线虫、爪哇根结线虫、北方根结线虫、拟禾本科根结线虫和模式线虫——秀丽小杆线虫等也具有较高的活性(程菊娥,2020),说明该菌株对线虫具有广谱抗性。无论是离体测试的发酵上清液还是田间试验发酵液,菌株C1对南方根结线虫均具有明显防效,说明该菌株的代谢产物具有杀线虫活性,具有较高的研究价值。长形赖氨酸芽孢杆菌作为一类药肥两用的根际微生物在植物线虫病害生物防治方面具有较大的开发潜力,其发酵液次级代谢产物的活性物质鉴定及其对线虫的作用机制还有待进一步探究。

4 结论

筛选获得的长形赖氨酸芽孢杆菌菌株C1不仅对南方根结线虫病具有良好的防治效果,且具有促进作物生长的作用,可作为生物农药和肥料在农业生产中开发利用。

参考文献:

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(責任编辑 麻小燕)

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