防治小麥全蝕病芽孢菌劑的研制及其抑菌物性質(zhì)分析.pdf

1、小麥全蝕病(Take-all of wheat)是由禾頂囊殼小麥變種（Gaeumannomyces graminis var.tritici）侵染小麥根部引起的毀滅性的土傳真菌病害，生物防治是有效的防治措施。本研究分離對(duì)全蝕病菌有顯著拮抗的芽孢桿菌128株，在促生長(zhǎng)作用方面檢測(cè)的4個(gè)指標(biāo)中（產(chǎn)生IAA、合成嗜鐵素、溶解有機(jī)磷、溶解無(wú)機(jī)磷）有24株拮抗芽孢桿菌具有其中至少3個(gè)指標(biāo)的生成能力。挑選11株含有不同抑菌物質(zhì)合成相關(guān)基因的菌株進(jìn)行

2、盆栽試驗(yàn)，對(duì)小麥全蝕病的防治效果為24.0％～67.8％，防治效果最好的3株分別是Z-14菌株(67.75％)，Z-13菌株(62.59％)和Z-2菌株(57.50％)。Z-14和Z-2菌株對(duì)小麥幼苗的促生長(zhǎng)作用顯著，Z-14菌株的促生長(zhǎng)作用和防治小麥全蝕病效果優(yōu)于其他菌株。利用傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)、生理生化特征并結(jié)合16S rDNA序列分析，對(duì)篩選的拮抗細(xì)菌Z-14菌株進(jìn)行分類(lèi)鑒定，結(jié)果表明Z-14菌株為枯草芽孢桿菌(Bacillus sub

3、tilis)。
　　利用利福平抗性標(biāo)記Z-14菌株，通過(guò)澆灌土壤、拌種、浸種等方式進(jìn)行接種，檢測(cè)其在小麥根系土壤及植株體內(nèi)的定殖情況。在整個(gè)檢測(cè)周期，澆土組和拌種組根系土壤、根、莖、葉拮抗菌的變化相對(duì)較小，浸種組莖內(nèi)和葉片Z-14的數(shù)量有增大的趨勢(shì)，最后趨于穩(wěn)定，并維持在較高水平，說(shuō)明Z-14能在小麥根系土壤及小麥植株體內(nèi)成功定殖。
　　利用單因子、多因子及響應(yīng)面法等手段，進(jìn)行了最佳搖瓶培養(yǎng)條件的摸索，系統(tǒng)研究了碳源、氮源、

4、無(wú)機(jī)鹽及各種發(fā)酵條件對(duì)Z-14菌株液體發(fā)酵的影響，確定Z-14菌株的最佳培養(yǎng)條件為玉米粉1.17％、酵母粉3.31％、MnSO4·H2O0.072％、NaH2PO4·2H2O0.2％、Na2HPO4·2H2O0.4％、起始pH為7.0，接種量為2.0％，搖床轉(zhuǎn)速250r/min，搖瓶裝液量50mL/250mL，發(fā)酵溫度37℃，發(fā)酵周期36h。優(yōu)化后活菌濃度達(dá)1.85×109cfu/mL，芽孢產(chǎn)率達(dá)97％。利用2m3發(fā)酵罐和20m3發(fā)酵罐

5、進(jìn)行中試生產(chǎn)。2m3發(fā)酵罐發(fā)酵液活菌含量達(dá)到1.7×109cfu/mL以上，20m3發(fā)酵罐活菌含量達(dá)1.5×109cfu/mL以上;發(fā)酵液芽孢產(chǎn)率均在95％以上。發(fā)酵液經(jīng)連續(xù)離心濃縮后活菌含量＞2.0×1010cfu/mL;噴霧干燥的固體菌粉活菌（芽孢）含量＞1.5×1011cfu/g。田間防治效果試驗(yàn)表明，生防菌劑對(duì)小麥全蝕病防治效果顯著，2014～2015年的防治效果為67.16％，增產(chǎn)132.93g/m2，2015～2016年防治

6、效果為62.38％，增產(chǎn)127.66g/m2。株高、穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重等均有增加，白穗率降低，其中株高差異顯著，其余指標(biāo)差異不顯著。
　　Z-14菌株發(fā)酵上清液有較強(qiáng)熱穩(wěn)定性和耐酸能力，對(duì)堿敏感。Mn2+、Ca2+、Mg2+、SO42-、NO3-和H2PO4-顯著抑制上清液抑菌活性，Na+、K+、I-和CO32-對(duì)上清液活性無(wú)顯著影響。抑菌物質(zhì)不被氯仿、乙醚和乙酸乙酯萃取，且對(duì)這3種有機(jī)溶劑不敏感。胃蛋白酶和胰蛋白酶對(duì)抑菌物質(zhì)活

7、性影響不顯著。Z-14無(wú)菌上清液具有廣譜抗真菌活性。平皿模擬體內(nèi)試驗(yàn)表明，Z-14菌株發(fā)酵上清液粗提取物能顯著控制Ggt對(duì)小麥根部的侵染，顯著降低了小麥根部由于病原菌侵染所導(dǎo)致的皮質(zhì)層褐變的長(zhǎng)度和嚴(yán)重程度。在溫室培養(yǎng)條件下，粗提取物能夠降低全蝕病的發(fā)生，防治效果達(dá)69.8％。根長(zhǎng)、根重、苗高和苗重分別增加11.17％、66.67％、9.20％和100.00％，效果顯著。同時(shí)粗提取物對(duì)全蝕病的防治效果優(yōu)于三唑酮，但差異不顯著。采用LC-M