玉米茎腐病生防菌哈茨木霉CCTH-2鉴定及其生物学特性

佟昀铮, 于汇琳, 潘洪玉, 王迎春

华北农学报. 2022, 37(S1): 309-317

华北农学报 ›› 2022, Vol. 37 ›› Issue (S1) : 309-317. DOI: 10.7668/hbnxb.20192851
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玉米茎腐病生防菌哈茨木霉CCTH-2鉴定及其生物学特性

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Identification of Trichoderma harzianum CCTH-2 and Its Biological Characteristics,a Biocontrol Fungi Against Corn Stalk Rot

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摘要

玉米茎腐病(CSR)对玉米产量和品质危害巨大。为尽快展开玉米茎腐病的有效防治,将吉林省玉米茎腐病的优势致病菌禾谷镰孢,与14株从玉米根际土壤中分离得到木霉菌株分别进行平板对峙试验。观察木霉对禾谷镰孢的抑制作用,筛选得到抑制效果较好的菌株CCTH-2和CCTH-6。复筛通过这2株木霉的发酵液、易挥发性代谢产物、难挥发性代谢产物对禾谷镰孢的抑制效果和对其他病原真菌的抑制效果,最终筛选到一株具有良好防效的木霉菌株CCTH-2;CCTH-2经过形态学和分子生物学鉴定显示,为哈茨木霉,并对其生物学特性进行初步研究。结果表明,平板对峙培养条件下CCTH-2对禾谷镰孢抑制率为82.83%,其发酵液、易挥发代谢物和难挥发代谢物对禾谷镰孢的抑制率为36.56%,46.75%,32.48%,具有显著抑制效果。生物学特性试验显示,CCTH-2菌落生长和产孢的最适培养基为PDA,最适温度为25 ℃,最适光照条件为全光照,外源添加Fe2+有利于CCTH-2的生长发育,并且CCTH-2具有一定的适应环境酸碱度和盐含量变化的能力。因此,可以确认哈茨木霉CCTH-2是一株有着良好防效且潜力巨大的生防菌。

Abstract

Corn stalk rot is harmful to yield and quality of corn,so effective control of corn stalk rot should be carried out as soon as possible.For Fusarium graminearum,the dominant strains of corn stalk rot in Jilin Province,and fourteen Trichoderma sp.strains were isolated from corn rhizosphere soil were subjected to plate confrontation experiment respectively.By observing the inhibitory effect of Trichoderma sp.strains on Fusarium graminearum,the strains of CCTH-2 and CCTH-6 with better inhibitory effect could be screed.The inhibition of Fusarium graminearum by fermentation broth,volatile metabolites and non-volatile metabolites of these two Trichoderma sp.strains were screened again,and inhibitory effect of these two Trichoderma sp.strains on other pathogens.Finally,Trichoderma sp.strain CCTH-2 with good control effect was screened by comprehensive analysis.Morphological and molecular identification showed Trichoderma harzianum,and its biological characteristics were preliminarily studied.The results showed that the inhibition rate of CCTH-2 against Fusarium graminearum was 82.83% under culture conditions of slab face-off method and the fermentation broth,volatile metabolites and non-volatile metabolites of CCTH-2 against Fusarium graminearum was 36.56%,46.75%,32.48%,showed significant inhibition effect.The biological characteristics test showed that PDA was the optimal medium for the growth and sporulation of CCTH-2 colonies,the optimal temperature was 25 ℃,the optimal illunination condition was total illumination,exogenous addition of Fe2+ was beneficial to the growth and development of CCTH-2,and CCTH-2 had the ability to adapt to the changes of pH value and salt contene.Therefore,it could be confirmed that Trichoderma harzianum CCTH-2 was a biocontrol bacterium with good control effect and great potential,providing information guarantee and theoretical basis for the subsequent development and utilization of biocontrol bacteria of corn stalk rot.

关键词

玉米茎腐病 / 禾谷镰孢 / 哈茨木霉CCTH-2 / 生防菌株

Key words

Corn stalk rot / Fusarium graminearum / Trichoderma harzianum CCTH-2 / Biological characteristics

引用本文

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佟昀铮 , 于汇琳 , 潘洪玉 , 王迎春. 玉米茎腐病生防菌哈茨木霉CCTH-2鉴定及其生物学特性. 华北农学报. 2022, 37(S1): 309-317 https://doi.org/10.7668/hbnxb.20192851
Yunzheng TONG , Huilin YU , Hongyu PAN , Yingchun WANG. Identification of Trichoderma harzianum CCTH-2 and Its Biological Characteristics,a Biocontrol Fungi Against Corn Stalk Rot. Acta Agriculturae Boreali-Sinica. 2022, 37(S1): 309-317 https://doi.org/10.7668/hbnxb.20192851
玉米茎腐病(Corn stalk rot,CSR)是很有代表性的土传病害,对我国玉米的产量和品质产生着严重影响[1]。近年来,我国玉米茎腐病的发病情况愈加严重,发病率一般为15%左右,发病情况严重时高达80%以上[2]。目前,我国针对玉米茎腐病的综合防治主要从以下3个方面展开:分别是农业防治、化学防治和生物防治。农业防治是通过选育种植抗耐病品种从而提高植株自身对玉米茎腐病的抗病性[3-10]。化学防治方法简单、见效迅速,但会对环境造成污染,且长期反复使用化学药品极其容易使病原体产生耐药性,致使防治效果越来越差,并且农药残留对人体健康的危害也不可忽视[11-13]。现今全球范围内对于化学农药的使用正在逐年递减,而生物防治措施作为化学防治的代替选择也已备受关注[14]。生物防治从本质上来说就是通过微生物本身及其产生的活性物质减缓甚至阻止病原菌正常的生长发育和侵染致病,从而完成对病害防治的一种方法[15-18]
木霉生长十分迅速,并且生长适应性很强,同时会产生大量孢子,因此,在植物病害防治中有着很广泛的应用[19]。王永阳等[20]从苦瓜的根际土壤中分离筛选到对苦瓜枯萎病均有较好防效的粘绿木霉和棘孢木霉,防效分别为54.63%,45.72%。在木薯根腐病的防治过程中黄绿木霉和钩状木霉均有显著效果[21]。通过利用哈茨木霉(Trichoderma harzianum)的孢子悬浮液灌根后,试验组与对照组烟草青枯病发生有着显著差异[22]
本研究以吉林省玉米茎腐病的优势致病菌禾谷镰孢(Fusarium graminearum)为病原菌,与玉米根际土壤中分离得到14株木霉菌,分别经过对峙培养等一系列试验,筛选出具有良好防效的木霉菌株,对筛选得到菌株进行鉴定,并进一步对确定菌株的生物学特性展开研究,为实际生产应用中利用木霉防治玉米茎腐病提供材料和参考意见。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试菌株:禾谷镰孢、木霉菌、立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)、玉米小斑病菌(Cochliobolus heterostrophus)、核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)、玉米灰斑病菌(Cercospora zeae-maydis)、灰葡萄孢(Botrytis cinerea),均由吉林大学植物科学学院有害生物综合防治实验室分离保存。
试剂:琼脂糖凝胶回收试剂盒;DNA提取缓冲液(1 L):KCl 1 mol/L,74.55 g;Tris-HCl 100 mmol/L,12.114 g;EDTA 10 mmol/L,3.722 4 g,ddH2O补足。
培养基:马铃薯葡萄糖培养基(PDA);马铃薯葡萄糖液体培养基(PDB);马铃薯蔗糖培养基(PSA);马铃薯麦芽糖培养基(PMA);基本培养基(MM);马丁氏培养基(Martin)。以上培养基均121 ℃高温灭菌20 min待用。

1.2 玉米茎腐病生防菌初筛

采用平板对峙法对分离的木霉菌进行初步筛选,设置对照组,每个处理重复3次。25 ℃恒温倒置培养2 d后观察测量并记录拍照,通过下列公式计算抑制率。
=-×100%

1.3 玉米茎腐病生防菌复筛

1.3.1 木霉菌的发酵液对禾谷镰孢的抑制作用

切取10个直径5 mm的供试木霉菌饼放入200 mL的PDB培养基进行30 ℃ 200 r/min振荡摇培7 d后收集发酵液。15 mL的PDA平板上添加150 μL木霉的发酵液,涂布均匀吹干,每个处理重复3次,25 ℃恒温倒置培养3 d后测量拍照,计算抑制率。

1.3.2 木霉菌的易挥发代谢产物对禾谷镰孢的抑制作用

选用对扣培养法,在培养皿底部接种木霉菌饼,皿盖部接种禾谷镰孢菌饼,每个处理重复3次,25 ℃恒温倒置培养5 d后测量拍照,计算抑制率。

1.3.3 木霉菌的难挥发代谢产物对禾谷镰孢的抑制作用

选用圆盘滤膜法,将木霉菌饼接种于铺有双层玻璃纸的PDA平板。25 ℃恒温培养24 h后,揭掉玻璃纸,同一位置接种禾谷镰孢菌饼。25 ℃恒温培养1.5 d后观察记录拍照,计算抑制率。

1.3.4 木霉菌对其他病原真菌的抑制作用

对筛选出的木霉菌株与其他植物病原真菌进行平板对峙试验,25 ℃恒温培养5 d后观察记录拍照。试验方法同1.2。

1.4 玉米茎腐病生防菌的鉴定

1.4.1 形态学鉴定

将筛选出的木霉菌接种到PDA培养基上25 ℃恒温培养,观察菌落形态。挑取菌丝和分生孢子制片,光学显微镜下观察菌丝、分生孢子和分生孢子梗。结合先前方法[23]进行形态学鉴定。

1.4.2 分子生物学鉴定

利用通用引物ITS4ITS5对筛选出的木霉DNA进行PCR扩增。反应体系为(50 μL):模板DNA,2 μL;PCR-mix,25 μL;ITS4,2.5 μL;ITS5,2.5 μL;ddH2O,18 μL。扩增程序为:94 ℃预变性3 min;94 ℃变性30 s,56 ℃退火30 s,72 ℃延伸1 min,30个循环;72 ℃延伸2 min;4 ℃保存。1%琼脂糖凝胶检测产物,胶回收位置正确的条带并送测,对序列进行Blast比对,构建系统发育树。

1.5 生防菌的生物学特性研究

将生防菌菌株分别置于不同类型培养基、温度、光照类型、微量元素、pH值以及含盐量条件下培养,并测定在不同条件下菌丝半径以及产孢量的相对比例[24]

2 结果与分析

2.1 玉米茎腐病生防菌的初筛

平板对峙初筛试验结果如表1所示。其中CCTH-2和CCTH-6的抑制效果较好,抑制率分别为82.83%,82.42%。
表1 木霉菌对禾谷镰孢的抑菌率

Tab.1 Inhibitory rate of Trichoderma spp. to Fusarium graminearum

菌株
Strains
禾谷镰孢 F. graminearum
菌落半径/cm
The radius of colony
抑制率/%
Inhibation rate
CCTH-1 1.10 72.58±0.60bc
CCTH-2 0.69 82.83±0.25a
CCTH-3 1.24 68.92±0.49c
CCTH-4 1.36 66.08±0.56d
CCTH-5 1.09 72.75±0.31bc
CCTH-6 0.70 82.42±0.25a
CCTH-7 0.95 76.33±0.30b
CCTH-8 1.23 69.33±0.18c
CCTH-9 1.21 69.67±0.25c
CCTH-10 1.11 71.83±0.25bc
CCTH-11 1.11 72.33±0.64bc
CCTH-12 1.14 71.42±0.27bc
CCTH-13 1.16 71.00±0.42c
CCTH-14 1.07 73.83±0.45b
CK 4.00 -
注:表中的数值为平均值±标准差,数字后的小写字母代表0.05 显著性水平。表2-3同。
Note:The data in the table are mean±s,and the small letters followed by numerical values stand for significant difference at the 0.05 level.The same as Tab.2-3.

2.2 玉米茎腐病生防菌的复筛

木霉菌CCTH-2和CCTH-6的发酵液、易挥发性代谢物和难挥发性代谢物均有较好的抑制效果(图1表2)。其中发酵液对禾谷镰孢抑制率分别为36.56%,31.87%,木霉菌CCTH-2发酵液对禾谷镰孢抑制率比CCTH-6高4.69百分点;易挥发性代谢物的抑制率分别为46.75%,43.00%,木霉菌CCTH-2易挥发性代谢物对禾谷镰孢抑制率比CCTH-6高3.75百分点;而难挥发性代谢物的抑制率为32.48%和42.04%,木霉菌CCTH-2难挥发性代谢物对禾谷镰孢抑制率比CCTH-6低9.56百分点。
图1 禾谷镰孢菌落生长形态图(培养基正反两面)
A.木霉菌CCTH-2、CCTH-6的发酵液对禾谷镰孢的抑制作用(3 d);B.木霉菌CCTH-2、CCTH-6的易挥发性代谢物对禾谷镰孢的抑制作用(5 d);C.木霉菌CCTH-2、CCTH-6的难挥发性代谢物对禾谷镰孢的抑制作用(36 h)。

Fig.1 Colony growth morphology diagram of Fusarium graminearum(Both sides of culture medium)

A.Inhibition activities of fermentation broth of Trichoderma sp. CCTH-2 and CCTH-6 species against Fusarium graminearum(3 d);.B.Inhibition activities of volatile metabolites of Trichoderma sp. CCTH-2 and CCTH-6 species against Fusarium graminearum(5 d);C.Inhibition activities of non-volatile metabolites of Trichoderma sp. CCTH-2 and CCTH-6 species against Fusarium graminearum(36 h).

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表2 木霉菌CCTH-2和CCTH-6对禾谷镰孢的抑制作用

Tab.2 Inhibitory activities of Trichoderma sp. CCTH-2 and CCTH-6 species against Fusarium graminearum

菌株
Strains
发酵液
Fermentation broth
易挥发性代谢产物
Volatile metabolites
难挥发性代谢产物
Non-volatile metabolites
菌落半径/cm
The radius of colony
抑制率/%
Inhibition rate
菌落半径/cm
The radius of colony
抑制率/%
Inhibition rate
菌落半径/cm
The radius of colony
抑制率/%
Inhibition rate
CCTH-2 2.03 36.56±1.21a 2.13 46.75±0.18a 1.06 32.48±1.59b
CCTH-6 2.18 31.87±0.92b 2.28 43.00±0.68b 0.91 42.04±1.59a
CK 3.20 - 4.00 - 1.57 -
木霉菌CCTH-2和CCTH-6对其他病原真菌的平板对峙试验结果显示(表3),对常见病原菌均有良好的抑制效果。CCTH-2对立枯丝核菌、玉米大斑病菌、玉米小斑病菌、核盘菌、玉米灰斑病菌和灰葡萄孢的抑制率分别为69.73%,69.57%,65.79%,62.27%,81.33%,78.42%。而CCTH-6对它们的抑制率分别为64.93%,67.83%,68.42%,65.73%,80.53%,77.59%(图2)。CCTH-2对立枯丝核菌的抑制率比CCTH-6高4.80百分点;CCTH-2对玉米大斑病菌的抑制率比CCTH-6低1.74百分点;CCTH-2对玉米小斑病菌的抑制率比CCTH-6低2.63百分点;CCTH-2对核盘菌的抑制率比CCTH-6低3.46百分点;CCTH-2对玉米灰斑病菌的抑制率比CCTH-6高0.80百分点;CCTH-2对灰葡萄孢的抑制率比CCTH-6高0.83百分点。因此,本试验最终确定木霉菌CCTH-2对吉林省玉米茎腐病主要病原菌禾谷镰孢的抑制效果最好。
表3 木霉菌CCTH-2和CCTH-6对其他病原菌的抑制作用

Tab.3 Inhibitory activities of Trichoderma sp.CCTH-2 and CCTH-6 species against other pathogenic fungi

菌株
Strains
对照组
Control group
木霉菌CCTH-2
Trichoderma sp. CCTH-2
木霉菌CCTH-6
Trichoderma sp. CCTH-6
菌落半径/cm
The radius of colony
菌落半径/cm
The radius of colony
抑制率/%
Inhibition rate
菌落半径/cm
The radius of colony
抑制率/%
Inhibition rate
立枯丝核菌R.solani 7.50 2.27 69.73±0.86ab 2.63 64.93±0.77b
玉米大斑病菌S. turcica 3.45 1.05 69.57±0.80b 1.11 67.83±0.55b
玉米小斑病菌C. heterostrophus 3.42 1.17 65.79±1.51b 1.08 68.42±1.90b
核盘菌S. sclerotiorum 7.50 2.83 62.27±1.35b 2.57 65.73±1.78b
玉米灰斑病菌C. zeae-maydis 7.50 1.40 81.33±2.26a 1.46 80.53±0.93a
灰葡萄孢B.cinerea 6.07 1.31 78.42±1.87a 1.36 77.59±1.32a
图2 木霉菌CCTH-2和CCTH-6对其他病原菌的抑制作用

Fig.2 Inhibitory activities of Trichoderma sp.CCTH-2 and CCTH-6 species against other pathogenic fungi

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2.3 木霉菌CCTH-2的鉴定

2.3.1 形态学鉴定结果

25 ℃黑暗条件下该菌在PDA平板上生长旺盛。菌落生长初期为白色菌落,菌丝呈辐射状扩展;培养后期菌落转变为绿色,有同心圆状或环状的轮纹出现,气生菌丝为棉絮状。显微观察分生孢子和分生孢子梗分生孢子呈球形或卵圆形,分生孢子梗呈安培瓶状,基部皱缩,中段膨大,顶端最细处可产生大量分生孢子。经形态学鉴定,该菌株为哈茨木霉菌(图3)。
图3 哈茨木霉菌形态
A.初期菌落形态;B.后期菌落形态;C.分生孢子梗;D.分生孢子。

Fig.3 Trichoderma harzianum morphologic characteristic

A.Colony on PDA(initial stage);B.Colony reverse on PDA(late stage);C.Conidiophore;D.Conidium.

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2.3.2 分子生物学鉴定结果

利用通用引物ITS4ITS5对CCTH-2的基因组DNA进行PCR扩增。对测序获得的ITS基因序列在NCBI进行Blast比对并构建系统发育树(图4)。CCTH-2的ITS序列与其他36株已登录哈茨木霉同源性为99.14%~99.66% 。系统进化树显示,CCTH-2与其中7株哈茨木霉形成一个进化簇,并与其他种属的木霉菌区别明显。因此,木霉菌株CCTH-2确定为哈茨木霉,在GenBank中的注册号为MZ520359。
图4 哈茨木霉CCTH-2的系统发育树

Fig.4 Phylogenetic tree of Trichoderma harzianum CCTH-2

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2.4 哈茨木霉CCTH-2的生物学特性研究

2.4.1 不同培养基对CCTH-2菌丝生长和产孢的影响

图5所示,在Martin上生长速率最大,而在PDA、PSA、PMA上差异不显著,在MM上的最小。在PDA上产孢量最高,平均为每皿8.67×108个,Martin上的产孢量比其他4种都低(图6)。因此,PDA对于CCTH-2的菌落生长和产孢较为合适。
图5 不同的培养基上哈茨木霉CCTH-2的菌落形态

Fig.5 Colony morphology of Trichoderma harzianum CCTH-2 on different media

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图6 不同的培养基对哈茨木霉CCTH-2菌丝生长和产孢的影响

Fig.6 Effects of different media on mycelial growth and sporulation of Trichoderma harzianum CCTH-2

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2.4.2 不同温度对CCTH-2菌丝生长和产孢的影响

图7所示,在30 ℃下生长速率最快,25,20 ℃的生长速率次之,35 ℃下几乎不能生长。在25 ℃培养时产孢量最高,每皿8.67×108个,显著高于其他温度条件(图8)。因此,25 ℃是CCTH-2最适的培养温度。
图7 不同的温度条件下哈茨木霉CCTH-2的菌落形态

Fig.7 Colony morphology of Trichoderma harzianum CCTH-2 under different temperature conditions

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图8 不同温度对哈茨木霉CCTH-2菌丝生长和产孢的影响

Fig.8 Effects of different temperatures on mycelial growth and sporulation of Trichoderma harzianum CCTH-2

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2.4.3 不同光照类型对CCTH-2菌丝生长和产孢的影响

图9所示,在3种光照条件下的生长速率没有显著性差异,但其在全光照条件下产孢量最高,为每皿7.73×108个,菌落呈明显绿色,全黑暗条件孢子产量低于全光照条件,而光暗交替的产量最少(图10)。因此,持续光照最适合CCTH-2菌落的生长和分生孢子产生。
图9 不同的光照类型下哈茨木霉CCTH-2的菌落形态

Fig.9 Colony morphology of Trichoderma harzianum CCTH-2 under different light types

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图10 不同光照类型对哈茨木霉CCTH-2菌丝生长和产孢的影响

Fig.10 Effects of different light types on mycelial growth and sporulation of Trichoderma harzianum CCTH-2

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2.4.4 不同微量元素对CCTH-2菌丝生长和产孢的影响

图11所示,Fe2+、Mn2+、Ca2+和Na+促进生长,Zn2+和Cu2+抑制其生长。外源添加Fe2+后产孢量为每皿8.07×108个,除Mn2+和Fe2+以外的微量元素对产孢量都有显著的抑制效果(图12),因此,添加Fe2+有利于CCTH-2的菌落生长和产孢。
图11 不同微量元素下哈茨木霉CCTH-2的菌落形态

Fig.11 Colony morphology of Trichoderma harzianum CCTH-2 under different trace elements

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图12 不同微量元素对哈茨木霉CCTH-2菌丝生长和产孢的影响

Fig.12 Effects of different trace elements on mycelial growth and sporulation of Trichoderma harzianum CCTH-2

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2.4.5 不同pH值对CCTH-2菌丝生长和产孢的影响

图13所示CCTH-2菌落相对生长速率的pH值排序为pH7>pH5>pH9>pH11,产孢量也有着相同的规律(图14)。因此,pH值为7时菌落状态最好。因此,在pH=5~11均可正常生长发育,CCTH-2具有较强的适应能力。
图13 不同pH值条件下哈茨木霉CCTH-2的菌落形态

Fig.13 Colony morphology of Trichoderma harzianum CCTH-2 under different pH conditions

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图14 不同pH值对哈茨木霉CCTH-2菌丝生长和产孢的影响

Fig.14 Effects of different pH values on mycelial growth and sporulation of Trichoderma harzianum CCTH-2

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2.4.6 不同含盐量对CCTH-2菌丝生长和产孢的影响

不同的含盐量条件下哈茨木霉CCTH-2的菌落形态如图15所示。通过图16对比可以发现,当培养基含盐量越高,CCTH-2菌落生长速率和产孢量越低,当含盐量为8%时菌落基本停止生长。因此,CCTH-2具有一定的抗盐胁迫能力。
图15 不同的含盐量条件下哈茨木霉CCTH-2的菌落形态

Fig.15 Colony morphology of T.harzianum CCTH-2 under different salt content conditions

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图16 不同的含盐量对哈茨木霉CCTH-2菌丝生长和产孢的影响

Fig.16 Effects of different salt content on mycelial growth and sporulation of Trichoderma harzianum CCTH-2

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3 结论与讨论

玉米茎腐病的优势致病菌为禾谷镰孢。此前有报道称木霉等其他非病原真菌与禾谷镰孢在玉米根部土壤中可以共生和协同进化。因此,本研究采用从玉米根际土壤中分离筛选具有生防潜力的木霉菌株。研究表明,生防木霉菌不仅可以争夺病原菌生长所需的养分以及生长空间,木霉产生某些次生代谢物还能间接抑制病原菌生长发育[25],多种机制共同或依次对目标病原菌产生抑制效果[26]。因此,单一的平板对峙试验所得的木霉菌株容易出现遗漏和评价不完整,必须考虑在外界复杂生长环境中的综合影响下是否仍具有较好的防治效果。本研究初筛复筛的一系列试验反复筛选并综合分析。结果表明,哈茨木霉 CCTH-2菌体本身、发酵液、易挥发以及难挥发代谢产物在平板对峙试验中均对禾谷镰孢具有较好的抑制效果,且CCTH-2对其他多种植病病原菌生长抑制效果显著。由此可见,哈茨木霉 CCTH-2生防潜力巨大,可以对其生防机制和生产应用进行更加深入的研究。
菌株的生物学特性研究是生防菌研发过程中的基础条件。因此,明确某些生长条件对生防菌生长发育的影响,就能为下一步的开发利用提供信息保障。本研究中的数据表明,PDA是最适合哈茨木霉CCTH-2菌落生长和产孢的培养基,从此前报道中可发现PDA是大部分木霉菌最适培养基,如棘孢木霉菌、哈茨木霉菌、长枝木霉菌等,PDA的配制材料价格低廉,配置方法简单,有利于菌株大量培养扩繁[27-28,24]。CCTH-2的最适生长温度是25 ℃,在实际生产过程中需要保证温度的适宜,从而最大限度地保障菌株的生长速度和产孢量。保证全光照的条件可以使木霉菌的生长速度更快、产孢量更大。外源添加Fe2+能够能显著提高CCTH-2的生长速率和产孢量,这与郭成瑾[28]研究哈茨木霉菌的结果有所不同。由于吉林省有大面积的盐碱地,需要考虑生防菌生活的土壤类型对其生长发育的影响,因此,对CCTH-2可以正常生长的酸碱度范围和抗盐胁迫能力进行测定。结果表明,CCTH-2在一定程度上能够适应酸碱度变化和盐胁迫。

参考文献

[1]
李高社. 玉米穗腐病发生规律及其综合防治技术研究[J]. 甘肃农业科技, 2006(8):25-27. doi:10.3969/j.issn.1001-1463.2006.08.011.
Li G S. Occurrence laws and integrated control techniques on spike rot disease of corn[J]. Gansu Agricultural Science and Technology, 2006(8):25-27.
[2]
刘春来. 我国玉米茎腐病研究进展[J]. 中国农学通报, 2017, 33(30):130-134. doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb16120.102.
Liu C L. Research process of maize stem rot in China[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2017, 33(30):130-134.
[3]
Ledečan T, Šumić D, Brkić I, Jambrović A, Zdunić Z. Resistance of maize inbreds and their hybrids to Fusarium stalk rot[J]. Czech Journal of Genetics and Plant Breeding, 2011, 39(1):15-20. doi:10.17221/3716-cjgpb.
[4]
Yang Q, Yin G M, Guo Y L, Zhang D F, Chen S J, Xu M L. A major QTL for resistance to Gibberella stalk rot in maize[J]. Theoretical and Applied Genetics, 2010, 121(4):673-687. doi:10.1007/s00122-010-1339-0.
[5]
Santiago R, Reid L M, Zhu X, Butrón A, Malvar R A. Gibberella stalk rot(Fusarium graminearum)resistance of maize inbreds and their F1hybrids and their potential for use in resistance breeding programs[J]. Plant Breeding, 2010, 129(4):454-456. doi:10.1111/j.1439-0523.2009.01697.x.
[6]
Zhang D F, Liu Y J, Guo Y L, Yang Q, Ye J R, Chen S J, Xu M L. Fine-mapping of qRfg2,a QTL for resistance to Gibberella stalk rot in maize[J]. Theoretical and Applied Genetics, 2012, 124(3):585-596. doi:10.1007/s00122-011-1731-4.
[7]
王超. 玉米抗禾谷镰刀菌茎腐病主效QTL基因ZmCCT的克隆、功能分析及表观调控研究[D]. 北京: 中国农业大学, 2017.
Wang C. Cloning,functional analysis and study for epigenetic regulation of ZmCCT,a major QTL gene conferring resistance to gibberella stalk rot in maize[D]. Beijing: China Agricultral University, 2017.
[8]
王金萍, 刘永伟, 孙果忠, 王海波. 抗茎腐病分子标记在159份玉米自交系中的验证及实用性评价[J]. 植物遗传资源学报, 2017, 18(4):754-762. doi:10.13430/j.cnki.jpgr.2017.04.019.
Wang J P, Liu Y W, Sun G Z, Wang H B. Evaluation and validation of molecular markers associated with stalk rot resistance in 159 maize inbred lines[J]. Journal of Plant Genetic Resources, 2017, 18(4):754-762.
[9]
岳辉, 陈晓旭, 王作英, 陈丽, 鲁俊田, 杨海龙, 付俊. 辽宁省抗玉米茎腐病骨干自交系的筛选与评价[J]. 农业科技通讯, 2018(10):142-144. doi:10.3969/j.issn.1000-6400.2018.10.050.
Yue H, Chen X X, Wang Z Y, Chen L, Lu J T, Yang H L, Fu J. Screening and evaluation of maize resistant backbone inbred lines in Liaoning Province[J]. Bulletin of Agricultural Science and Technology, 2018(10):142-144.
[10]
Showkath Babu B M, Lohithaswa H C, Mallikarjuna N, Pandravada A, Balasundara D C. Genetic characterization of maize doubled haploid lines for Fusarium stalk rot caused by Fusarium verticillioides[J]. Journal of Genetics, 2020, 99(1):83. doi:10.1007/s12041-020-01236-4.
[11]
管贝贝. 对农药问题的环境伦理学思考[D]. 南京: 南京林业大学, 2010.
Guan B B. Thinking on the problems of pesticides from environment ethics view[D]. Nanjing: Nanjing Forestry University, 2010.
[12]
马金慧, 杨克泽, 任宝仓. 不同药剂防治玉米茎基腐病田间药效试验[J]. 天津农林科技, 2017(1):4-5, 11. doi:10.16013/j.cnki.1002-0659.2017.0002.
Ma J H, Yang K Z, Ren B C. Field efficacy experiment of different insecticides on control of corn stalk rot[J]. Science and Technology of Tianjin Agriculture and Forestry, 2017(1):4-5,11.
[13]
段海明, 余利, 黄伟东, 余海兵. 不同温度下6种化学杀菌剂对玉米茎腐病菌的抑制活性及与生防菌发酵上清液的混配[J]. 江苏农业学报, 2018, 34(1):41-49. doi:10.3969/j.issn.1000-4440.2018.01.006.
Duan H M, Yu L, Huang W D, Yu H B. Inhibitory activity of six fungicides to Fusarium graminearum maize stalk rot at different temperatures and mixture screening with antagonistic bac-teria fermentation supernatant[J]. Jiangsu Journal of Agricultural Sciences, 2018, 34(1):41-49.
[14]
曹晶晶. 解淀粉芽孢杆菌对小麦黄花叶病的生物防治研究[D]. 杨凌: 西北农林科技大学, 2015.
Cao J J. Control effect and mechanism of Bacillus amyloliquefaciens on wheat yellow mosaic disease[D]. Yangling: Northwest A&F University, 2015.
[15]
涂广平. 木霉菌颗粒剂TCF和种衣剂XDS防治玉米几种土传病害的应用研究[D]. 沈阳: 沈阳农业大学, 2016.
Tu G P. Study on the application of Trichoderma granules TCF and XDS seed coating on several maize soil-borne disease[D]. Shenyang: Shenyang Agricultural University, 2016.
[16]
沈冰冰. 玉米茎腐病和大斑病生防菌的筛选及其促生作用的研究[D]. 哈尔滨: 东北农业大学, 2019. doi:10.7666/d.Y3588586.
Shen B B. Screening of biocontrol bacteria against corn stalk rot and maize leaf blight and their growth promotion[D]. Harbin:Northeast Agricultural University, 2019.
[17]
刘冰. 玉米纹枯病和茎腐病生防菌株的分离鉴定及田间防效评价[D]. 长春: 吉林大学, 2020. doi:10.27162/d.cnki.gjlin.2020.001236.
Liu B. Screening and field control effect evaluation of biocontrol strains against corn sheath blight and stalk rot[D]. Changchun: Jilin University, 2020.
[18]
Wang S, Sun L, Zhang W, Chi F Q, Hao X Y, Bian J Y, Li Y G. Bacillus velezensis BM21,a potential and efficient biocontrol agent in control of corn stalk rot caused by Fusarium graminearum[J]. Egyptian Journal of Biological Pest Control, 2020, 30:9. doi:10.1186/s41938-020-0209-6.
[19]
张广志, 杨合同, 张新建, 扈进冬, 郭凯, 黄玉杰, 李纪顺. 木霉现有种类名录[J]. 菌物学报, 2014, 33(6):1210-1230. doi:10.13346/j.mycosystema.140183.
Zhang G Z, Yang H T, Zhang X J, Hu J D, Guo K, Huang Y J, Li J S. A checklist of known species of Trichoderma[J]. Mycosystema, 2014, 33(6):1210-1230.
[20]
王永阳, 杜佳, 高克祥. 苦瓜枯萎病生防木霉的筛选鉴定及其定殖的qPCR检测[J]. 山东农业科学, 2018, 50(8):110-115. doi:10.14083/j.issn.1001-4942.2018.08.023.
Wang Y Y, Du J, Gao K X. Screening and identification of biocontrol Trichoderma to wilt of bitter gourd and detection of its colonization by qPCR[J]. Shandong Agricultural Sciences, 2018, 50(8):110-115.
[21]
da Silva J A T, de Medeiros E V, da Silva J M, de A Tenório D, Moreira K A, da Silva Nascimento T C E, Souza-Motta C. Trichoderma aureoviride URM 5158 and Trichoderma hamatum URM 6656 are biocontrol agents that act against cassava root rot through different mechanisms[J]. Journal of Phytopathology, 2016, 164(11/12):1003-1011. doi:10.1111/jph.12521.
[22]
朱洪江. 哈茨木霉TMN-1菌株诱导烟草抗青枯病的活性及机理研究[D]. 重庆: 西南大学, 2020.
doi:10.27684/d.cnki.gxndx.2020.003501. Zhu H J.Study on the activity and mechanism of Trichoderma harzianum TMN-1 inducing tobacco bacterial wilt resistance[D]. Chongqing: Southwest University, 2020.
[23]
杨合同. 木霉分类与鉴定[M]. 北京: 中国大地出版社, 2009.
Yang H T. Isolation and identification of Trichoderma[M]. Beijing: China Land Press, 2009.
[24]
李琳. 棘孢木霉菌的分离及其生防作用的评价与应用[D]. 长春: 吉林大学, 2013.
Li L.Isolation, evaluation and application of bio-control of Tirchoderma asperellum[D]. Changchun: Jilin University, 2013.
[25]
Reino J L, Guerrero R F, Hernández-Galán R, Collado I G. Secondary metabolites from species of the biocontrol agent Trichoderma[J]. Phytochemistry Reviews, 2008, 7(1):89-123. doi:10.1007/s11101-006-9032-2.
[26]
Deacon J W, Berry L A. Modes of action of mycoparasites in relation to biocontrol of soilborne plant pathogens[M]. Springer,Boston, MA: Biological Control of Plant Diseases,1992. doi:10.1007/978-1-4757-9468-7_21.
[27]
王斌, Ali Khatib Bakar, 刘金亮, 张世宏, 潘洪玉. 长枝木霉TICC鉴定及其生物学特性研究[J]. 中国农学通报, 2011, 27(5):338-345.
Wang B, Bakar A, Liu J L, Zhang S H, Pan H Y. The study on identification and biological characteristics of Trichoderma longibrachiatum T1CC[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2011, 27(5):338-345.
[28]
郭成瑾. 腾格里沙漠固沙植物根际土壤真菌多样性及生防木霉抑菌作用机制研究[D]. 兰州: 甘肃农业大学, 2020. doi:10.27025/d.cnki.ggsnu.2020.000064.
Guo C J. Fungal biodiversity of sand-fixed plant rhizosphere soil and antifungal mechanisms of some Trichoderma species in tengger desert[D]. Lanzhou: Gansu Agricultural University, 2020.

基金

“十三五”国家重点研发计划项目(2017YFD0201802)
吉林省科技厅科技攻关项目(20190301063NY)

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