细菌可通过群体感应系统调控其代谢活动以适应外部环境,其中ComQXPA是芽胞杆菌的主要群体感应系统。贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis)B31菌株在防治番茄和瓜类枯萎病方面表现出显著效果,本研究旨在探讨群体感应ComX信号分子对B. velezensis B31菌株生防性状的影响。通过对B. velezensis B31菌株中ComX信号分子合成基因进行缺失突变,获得突变体ΔcomX,同时构建其互补菌株CPΔcomX,在此基础上比较野生型B31菌株、突变体及其互补菌株在生防性状等方面的差异。结果表明,comX缺失突变对于B31菌株的生长无明显影响,但显著影响了其菌落形态、生物膜形成和游动性,且显著降低了其胞外酶活性、芽胞形成率以及对番茄枯萎病菌的抑菌活性。该研究明确了ComX对B31菌株生防性状的影响,为进一步利用该菌株进行生物防治提供了理论依据。

本文系统比较了可引起辣椒炭疽病的33株炭疽菌对嘧菌酯、三唑醇、丙环唑、咪鲜胺、异菌脲、甲基硫菌灵和三氟吡啶胺共计7种杀菌剂的敏感性及其交互相关性。结果表明,其中6种杀菌剂(嘧菌酯、三唑醇、丙环唑、咪鲜胺、异菌脲和甲基硫菌灵)对这33株炭疽菌的平均EC₅₀值分别为(147.254±76.028)、(15.900±24.1368)、(1.281±1.664)、(0.217±0.266)、(3.183±2.253)和(61.240±51.893) μg·mL^-1,而三氟吡啶胺对辣椒炭疽菌无抑制作用。这6种杀菌剂中,供试炭疽菌仅对嘧菌酯的敏感性频率符合正态分布,而对其他5种杀菌剂(三唑醇、丙环唑、咪鲜胺、异菌脲和甲基硫菌灵)的敏感性频率均不符合正态分布,提示田间已经出现了对这5种杀菌剂敏感性下降的炭疽菌群体。Spearman相关性分析结果表明,辣椒炭疽菌对三唑醇、丙环唑、咪鲜胺这3种甾醇脱甲基化抑制剂类杀菌剂 (Sterol demethylation inhibitors,DMIs)的敏感性之间均存在显著正相关性;对甲基硫菌灵与对这3种DMIs杀菌剂的敏感性之间呈显著的正相关性;对异菌脲与对这3种DMIs杀菌剂以及甲基硫菌灵的敏感性之间呈显著的负相关性;而对嘧菌酯和其余供试药物的敏感性之间均无相关性。从供试辣椒炭疽菌株中,选取对苯并咪唑类杀菌剂 (Methyl benzimidazole carbamates, MBCs)甲基硫菌灵敏感性表现不同的斯科维尔炭疽菌 (Colletotrichum scovillei)菌株,以β-tubulin基因为靶标进行扩增、测序和比对分析,结果发现对甲基硫菌灵敏感性降低的C. scovillei菌株的β-tubulin基因均未发生位点突变,但在该杀菌剂作用下,敏感性降低的菌株比敏感性较高菌株该基因表达量更高。研究结果对科学选择杀菌剂以及合理交替用药防治辣椒炭疽病具有指导作用,也为MBCs抗性炭疽菌分子检测研究提供了数据支撑。

为明确引起云杉(Picea asperata Mast.)叶枯病的病原,在辽宁省大连市采集云杉针叶病样,采用组织分离法进行病原分离,应用柯赫氏法则验证病菌的致病性。进一步通过形态学观察以及多基因(ITS-RPB2-TUB2-LSU)联合系统发育分析,确定其病原菌为Nothophoma quercina。测定N. quercina在不同培养基、碳源、氮源、温度、光照、pH值条件下的生长情况,结果表明以可溶性淀粉为碳源、尿素为氮源的SDA培养基,25 ℃、pH 7.0、光暗交替条件(12 h光照/12 h黑暗)最适合该菌菌丝生长。选取10种药剂对N. quercina进行室内毒力测定,发现98%吡唑醚菌酯原药(TC)对N. quercina的抑菌效果最好,EC₅₀值为0.0196 μg·mL^-1。在室内药效测定基础上筛选出5种抑制效果较好的药剂进行进一步的田间防效试验,结果表明,250 g·L^-1吡唑醚菌酯乳油(EC)的防效最好,7月份和9月份的防效均达到65%以上。研究结果为进一步揭示云杉叶枯病的发生规律以及化学防控奠定了基础。

由大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)引起的棉花黄萎病常对棉花生产造成毁灭性破坏。为挖掘全新的棉花黄萎病生防资源,本研究从健康棉田土壤中分离得到213株放线菌,通过平板对峙法和抑菌圈法筛选得到22株对V. dahliae强致病力菌株Vd592具有拮抗作用的放线菌。从中选择3株拮抗效果较好的菌株,通过形态学特征及16S rDNA序列分析等对其进行鉴定,并测定3株放线菌对棉花的防病和促生效果。研究结果表明:菌株126和2-59为Streptomyces rectiviolaceus;菌株2-59的防病效果最好,在盆栽试验中相对防效达到62.72%;菌株73为Streptomyces amritsarensis,对棉株株高、鲜质量和干质量的促进作用最为明显,促生效应分别达到8.38%、16.99%和36.82%。3株生防放线菌对棉花黄萎病均具有生防效果,具有开发为生防菌剂的潜力。

番茄溃疡病是由密执安棒杆菌密执安亚种(Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, CMM)引起的一种细菌性维管束病害,该病害在番茄生产中常严重发生且难防难控。本研究以筛选具有高效抑菌作用的生防微生物为目的,从番茄根际土壤中分离得到了一株对CMM具有显著抑制效果的细菌菌株ZF516。经形态学观察、生理生化特性测定及多基因系统发育分析,将该菌株鉴定为贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis)。ZF516菌株含有编码表面活性素(Surfactin)、大环内酯菌素(Macrolactin)、丰原素(Fengycin)、艰难梭菌素(Difficidin)、枯草芽胞杆菌素(Bacillibactin)、芽胞杆菌烯(Bacillaene)、杆菌溶素(Bacilysin)和伊枯草菌素(Iturin)抗生素合成基因。其他生防性状分析结果表明,ZF516具有溶磷能力,还可产生蛋白酶及嗜铁素。抑菌谱分析结果显示, ZF516能够显著抑制6种病原真菌和6种病原细菌的生长。盆栽试验结果表明菌株ZF516对番茄溃疡病防效可达78.70%,优于对照化学药剂噻唑锌悬浮剂(Thiazole zinc, SC)的防效。综上,菌株ZF516是目前首次报道的对番茄细菌性溃疡病具有良好生防效果的贝莱斯芽胞杆菌。

淡紫紫孢菌(Purpureocillium lilacinum)对植物病原线虫具有良好的生防效果,但其田间应用长期局限于灌根、撒施和穴施等传统施药方式,亟需寻找更加高效的施药方法。本研究选取10种常见的水溶性肥料,通过平板测试及盆栽和田间试验,探究其对淡紫紫孢菌菌株36-1菌丝生长、产孢、孢子存活、根系定殖以及防治根结线虫病的影响。结果表明,史丹利、莱绿士、阿法姆和美乐棵4种水溶肥在商品推荐浓度范围内与菌株36-1的适配性相对较好,均能提高菌株36-1的孢子存活率及对南方根结线虫(Meloidogyne incognita)卵的寄生率。此外,上述4种水溶肥对菌株36-1发酵滤液毒杀线虫的能力均无显著影响。在人工接种M. incognita后线虫病发生较为严重的番茄地块中,将淡紫紫孢菌菌株36-1分别与美乐棵(2.5 g·L^-1)、莱绿士(0.5 g·L^-1)混合使用,在水肥药一体化条件下对根结线虫病的防治效果分别为39.41%和37.47%,与单独施用菌株36-1的防效无显著差异(P<0.05),但是番茄产量分别增加了34.64%和28.44%。因此,可以将淡紫紫孢菌应用于水肥系统,建立水肥药一体化的轻简化绿色防控作物线虫病害新模式。

水稻病毒病作为威胁我国粮食安全的重大生物灾害,近年呈现高发态势,其中南方水稻黑条矮缩病毒(southern rice black-streaked dwarf virus, SRBSDV)、水稻条纹花叶病毒(rice stripe mosaic virus, RSMV)等在华南稻区的复合流行尤为严重。针对传统防治技术存在监测滞后、农药过量施用及防控效率低下等存在的问题,本研究创新性地整合了“监测预警-源头阻截-精准施药”三位一体的水稻病毒病绿色轻简化防控技术体系。在广东省云浮市病害流行区开展系统验证的基础上,该技术体系形成了三大核心措施: 1)构建基于带毒率监测的早期预警系统; 2)采用防虫网覆盖育秧结合带药移栽的秧苗期防控; 3)建立基于病虫动态的大田精准施药规程。示范区应用结果表明,该体系对水稻病毒病的防控效果达96.7%以上,较常规防治区减少农药使用量30.0%,有效实现了病害防控效率提升与化学农药减量增效的双重目标。目前,本技术体系已形成可复制、可推广的标准化操作方案,不仅为广东稻区的病毒病防控提供了关键技术支撑,其“预防为主、绿色防控”的理念也为我国其他稻区的病害综合治理提供了重要的参考价值。

烟草黑胫病是由烟草疫霉(Phytophthora parasitica var. nicotianae)引起的重大土传病害,严重影响烟草生产。本研究采用稀释分离法从云南省玉溪市8个县(区)烟草根际土壤中分离获得16 000余株微生物,通过平板对峙法筛选出7株对烟草黑胫病菌具有显著拮抗作用的菌株。盆栽试验结果显示,7株拮抗菌均能显著抑制烟草黑胫病,其中菌株CJ-S-5292的防治效果最佳,达到75.79%,并表现出良好的根系定殖能力。经形态学观察、生理生化特性测定及基于16S rRNA和gyrB序列的系统发育分析,鉴定该菌株为解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。进一步研究发现,CJ-S-5292不仅能有效抑制烟草黑胫病菌菌丝伸长,还可导致菌丝出现分支增多、断裂等异常形态,其无细胞发酵上清液对病原菌生长也有显著抑制作用。施用方式比较试验表明,灌根(72.22%)和复合处理(75.91%)的防治效果显著优于叶面喷施(42.59%)。大田试验进一步证实,CJ-S-5292灌根处理对烟草黑胫病的田间防效达66.62%,与常规化学药剂的防效相当。本研究表明,B. amyloliquefaciens CJ-S-5292具有显著的生物防治潜力,为烟草黑胫病的绿色防控提供了优质菌种资源。

香蕉枯萎病(Fusarium wilt)是由尖镰孢古巴专化型(Fusarium oxysporum f. sp. cubense, Foc)引起的一种土传病害,严重威胁着香蕉生产。生物防治是香蕉枯萎病综合治理体系中的重要组成部分。本研究以同一生境中的2种二倍体香蕉(斑叶蕉、野蕉)和2种三倍体香蕉(天宝矮蕉、矮杆大蕉)为研究对象,通过高通量测序分析其根部内生细菌群落的多样性,发现二倍体植株的内生细菌群落多样性高于三倍体植株;这两种类型香蕉根部内生细菌群落结构也存在一定的差异,二倍体植株中芽孢杆菌属(Bacillus)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)等重要生防微生物的物种相对丰度高于三倍体植株。从二倍体香蕉(紫苞芭蕉、斑叶蕉)中分离筛选到14株对Foc具有拮抗效果的内生细菌,盆栽试验结果表明其中2株贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) ZB-1和Z-7灌根处理均能有效减轻由Foc引起的香蕉枯萎病的发病程度,其脂肽提取物可影响Foc分生孢子及菌丝的形态建成,导致Foc分生孢子产量分别下降了99.02%和98.67%,并破坏菌丝生物膜系统及抑制脂质代谢。本研究表明二倍体香蕉富含有益生防菌群,为开发基于微生物调控的香蕉枯萎病绿色防控技术体系提供了重要的理论依据和菌种资源。

通过平板对峙法、平板对扣法和防效试验探究蓝莓根部深色有隔内生真菌(Dark septate endophytes, DSE)对蓝莓根腐病菌(Fusarium oxysporum)的抑菌活性。结果表明,筛选出的8个DSE菌株均能成功定殖于蓝莓根部,且对F. oxysporum菌丝生长有明显抑制作用,最高抑制率为74.03%。这8个DSE菌株的挥发性产物和发酵滤液均能抑制F. oxysporum菌丝生长,其中DSE菌株挥发性产物对F. oxysporum菌丝生长的抑制率最高达37.25%,发酵滤液浓度为50%时对F. oxysporum菌丝生长抑制率最高达66.13%。在防效试验中,先将8个DSE菌株接种无菌蓝莓组培苗防治由F. oxysporum引起的根腐病,其中以FL1(Thozetella neonive)、MJY26(Phalocephala fortinii)和MF4(Phalocehala fortini)3个菌株的防效较好,分别为72.76%、75.86%和77.93%;接种这3个DSE菌株可显著激活蓝莓植株体内苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶和过氧化物酶抗氧化酶活性,同时使蓝莓苗的根系活力显著增强。从中选择对蓝莓组培苗根腐病防治效果最好的MF4菌株,通过盆栽试验对其进行进一步的根腐病防效测定,防治效果达79.27%。研究结果为开发对蓝莓根腐病有良好生防效果的DSE菌剂奠定了理论和实践基础。

棉花黄萎病是棉花生产中的重大土传病害,严重危害棉花的产量与品质。棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae)存在落叶型和非落叶型的致病型分化,落叶型菌株使棉花表现出叶片黄化萎蔫和脱落现象,而非落叶型菌株仅表现为叶片黄化萎蔫,无落叶现象。落叶型V. dahliae给我国棉花产业带来的危害性逐年递增。研究表明多种植物激素参与棉花生理性落叶过程,然而大多数植物激素在棉花病理性落叶过程中的功能尚不明确。为了明确不同植物激素在落叶型V. dahliae引致棉花落叶过程中的调控功能,本研究对落叶型菌株XJ592和非落叶型菌株XJ511侵染的棉花植株中6种激素的含量、激素通路关键基因的组织特异性表达模式及表达水平进行分析,明确了植物激素在V. dahliae引致棉花落叶过程的功能及变化规律。结果表明在V. dahliae引致棉花落叶过程中水杨酸和乙烯发挥正向调控作用,茉莉酸、生长素和细胞分裂素发挥负向调控作用;多种植物激素协同调控棉花落叶。

辣椒炭疽病是辣椒生产中主要病害之一,严重影响辣椒的产量和品质。为了明确目前山西省辣椒炭疽病主要病原Colletotrichum scovillei对于生产上常用防治辣椒炭疽病杀菌剂的敏感性现状,以及对戊唑醇的抗药性风险,本研究采用菌丝生长速率法,测定了山西省不同辣椒产区的93个C. scovillei菌株对4种常用杀菌剂的敏感性。通过室内药剂驯化获得抗戊唑醇C. scovillei菌株,研究这些抗性菌株的适合度,并分析它们和其它3种供试杀菌剂之间是否存在交互抗性。结果表明,戊唑醇、苯醚甲环唑和咪鲜胺对C. scovillei的平均EC₅₀值分别为0.364 1±0.019 2、3.126 7±1.221 2和0.817 1±0.328 3 μg·mL^-1,供试C. scovillei菌株对这3种杀菌剂的敏感性频率分布均为连续的单峰曲线,呈近似正态分布,未出现敏感性降低的亚群;对吡唑醚菌酯的平均EC₅₀值为0.123 6±0.190 8 μg·mL^-1,最大值与最小值相差2 930.98倍,敏感性分布呈左偏态,已出现敏感性降低亚群。室内药剂驯化获得10株抗戊唑醇C. scovillei菌株(低抗6株,中抗4株),其中有6株对戊唑醇的抗性可稳定遗传;和对戊唑醇表现敏感的亲本菌株相比,抗性菌株菌丝生长速率、产孢量及致病力均降低。交互抗性研究结果表明,对于C. scovillei菌株,戊唑醇与苯醚甲环唑之间存在交互抗性,与咪鲜胺、吡唑醚菌酯之间无交互抗性。研究结果为山西省辣椒炭疽病的防治提供了参考。

为了明确中国柑橘褐斑病菌的种群组成及优势种对琥珀酸脱氢酶抑制剂 (SDHIs) 的敏感性,本研究针对7个柑橘主产区的135个柑橘褐斑病样品进行了病原分离鉴定和优势种群的药剂敏感性测试。在本次分离获得的155个链格孢属(Alternaria)菌株中,盖森链格孢 (A. gaisen) 的数量已超越交链格孢 (A. alternata),成为新的优势病原种群。采用菌丝生长速率法测定了100个盖森链格孢菌株对啶酰菌胺和氟吡菌酰胺的敏感性,结果表明:啶酰菌胺对供试菌株的EC₅₀值范围为0.4129~4.7137 mg·L^-1,平均值为1.9257 mg·L^-1;氟吡菌酰胺对供试菌株的EC₅₀值范围为0.1272~3.3648 mg·L^-1,平均值为1.1149 mg·L^-1。盖森链格孢群体对这两种药剂的敏感性分布均为连续的单峰曲线,且通过K-S检验 (Kolmogorov-Smirnov test) 验证符合正态分布,未发现抗药性菌株。因此,1.9257 mg·L^-1和1.1149 mg·L^-1可分别被确定为盖森链格孢对啶酰菌胺和氟吡菌酰胺的敏感性基线。此外,来自不同地区的盖森链格孢对这两种药剂的敏感性差异不显著 (P＞0.05),所有供试菌株对氟吡菌酰胺的敏感性普遍高于啶酰菌胺。本研究为利用啶酰菌胺和氟吡菌酰胺防治柑橘褐斑病提供了重要的数据支持和技术依据。

小麦茎基腐病(Fusarium crown rot)是由假禾谷镰孢(Fusarium pseudograminearum)为主引起的土传病害,其侵染小麦产生各种毒素并造成小麦白穗现象,对小麦产量与粮食安全造成严重威胁。为明确戊唑醇对F. pseudograminearum不同生长发育时期的抑菌作用与对防治小麦茎基腐病的效果,本文研究了戊唑醇对F. pseudograminearum的菌丝生长、孢子萌发、芽管伸长、产孢的影响,建立了F. pseudograminearum对戊唑醇的敏感性基线,并进行了戊唑醇防治小麦茎基腐病的田间防效试验。结果表明,戊唑醇对F. pseudograminearum菌丝生长的EC₅₀值为(0.056 0±0.032 1) μg·mL^-1,对F. pseudograminearum孢子萌发的EC₅₀值＞50 μg·mL^-1;通过比较3株供试F. pseudograminearum的菌丝生长、孢子萌发、芽管伸长与产孢对戊唑醇的敏感性,发现孢子萌发的EC₅₀值最高,EC₅₀值＞8 μg·mL^-1;芽管伸长与产孢的EC₅₀值最低,EC₅₀值＜0.01 μg·mL^-1;且不同质量浓度戊唑醇处理使F. pseudograminearum菌丝、芽管与分生孢子均造成不同程度的畸形,戊唑醇质量浓度越高致畸作用越明显;430 g·L^-1戊唑醇悬浮种衣剂(Flowable concentrate for seed treatment,FS)对小麦不同生长时期小麦茎基腐病的田间防效结果表明,拔节期时伊川试验田的相对防效为67.38%,新安试验田的相对防效为71.85%;灌浆后期时伊川试验田的相对防治效果为37.19%,新安试验田的相对防效为36.89%;乳熟期时伊川试验田的小麦白穗率均为6.30%,新安试验田的小麦白穗率为7.21%;430 g·L^-1戊唑醇FS防治效果与对照药剂25 g·L^-1咯菌腈FS之间无显著差异;两种杀菌剂处理后与对照相比千粒质量无显著变化,表明小麦经过戊唑醇FS拌种后不影响来年麦粒的质量。结果表明戊唑醇对F. pseudograminearum的菌丝生长、产孢和芽管伸长具有较强的抑制作用,戊唑醇拌种可有效防治小麦茎基腐病。研究结果为戊唑醇在小麦茎基腐病防治中的合理应用提供了参考。

为确定贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)C11菌株产生的挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)对番茄灰葡萄孢(Botrytis cinerea)的生防效果,采用双皿对扣法测定VOCs对番茄灰葡萄孢菌丝生长、分生孢子形成、细胞膜通透性、菌丝显微形态的影响,对番茄灰霉病的防治效果,以及对番茄体内抗性相关的POD、CAT酶活的影响。结果表明,B. velezensis C11 VOCs能显著抑制番茄灰葡萄孢菌丝生长,抑制率达78.35%;可造成番茄灰葡萄孢产孢量下降、细胞膜受损、菌丝形态改变等;对番茄灰霉病的防效达76.9%。进一步通过SPME-GC-MS检测B. velezensis C11 VOCs成分,共鉴定出27种物质,其中8种(2-庚酮、2-壬酮、6甲基-2-庚酮、2-甲氧基酚、2-乙基-5甲基吡嗪、2-十一醇、2-十三烷酮、2-十一酮)相对含量较高(占总含量5.43%)。当浓度为0.5 nmol·mL^-1时,这8种物质对番茄灰葡萄孢均有较好的抑菌活性。本研究明确了B. velezensis C11菌株可通过产生具有抑菌活性的VOCs发挥生防作用,同时初步分析鉴定了其VOCs中主要的活性抑菌组分,为深入解析该菌株的生防机制以及将其应用于生产实践提供了理论依据。

裸粒大麦(Hordeum vulgare L. var. nudum)在青藏高原俗称青稞,是在该区域内唯一被广泛种植的禾谷类主粮作物。穗腐病是近年来在青藏高原流行的一种青稞新病害,由禾生指葡孢霉(Dactylobotrys graminicola)侵染引起。该病菌的传播介体为穗螨(Siteroptes spp.),二者是互利共生关系,目前尚无有效防治穗腐病的方法。研究穗螨共生细菌的多样性,确定优势菌的种类,有助于揭示保持穗螨-病原菌复合体稳定性的调控机制,从而为穗腐病绿色防控技术体系的建立提供新线索。本研究中,从穗腐病流行区表层土壤和青稞病穗中收集穗螨的成螨,采用2种方法,即培养活体穗螨或经表面彻底消毒的穗螨研磨组织,分离来自穗螨(体表+体内)或仅来自体内的共生细菌,再通过16S rDNA特异引物测序,对分离所获菌株进行鉴定。结果显示,来自土壤中的穗螨,(体表+体内)共生细菌为23个属,体内共生细菌为16个属,其中有9个属在体表和体内均有分布。土壤穗螨(体表+体内)共生细菌群体中,放线菌门的微杆菌属(Microbacterium)、红球菌属(Rhodococcus)和链霉菌属(Streptomyces)是优势菌属,其次是假单胞菌门的假单胞菌属(Pseudomonas)和寡养单胞菌(Stenotropho-monas);土壤穗螨体内共生菌群中,Microbacterium(52.1%)和Pseudomonas(22.1%)比例明显高于穗螨(体表+体内)中的比例33.7%和6.8%,而Streptomyces仅分布于土壤穗螨的体表。来自青稞病穗中的穗螨,(体表+体内)共生细菌有16个属,体内共生细菌为18个属,其中有14个属在穗螨体内、外均有分布;假单胞菌门的3个属Stenotrophomonas、Pseudomonas和产碱杆菌属(Alcaligenes)是病穗中穗螨的优势共生细菌,而且所占比例显著高于土壤穗螨,其次是放线菌Microbacterium和Rhodococcus,二者所占比例显著低于土壤穗螨。从穗腐病流行区域土壤穗螨上检测到的放线菌门菌株数量是假单胞菌门的2.3~2.8倍,但青稞病穗中穗螨共生的假单胞菌门菌株数量是放线菌门的1.9~2.4倍。因此,表层土壤和青稞病穗中穗螨的共生细菌群体组分存在较大差异,其中Microbacterium、Rhodococcus、Streptomyces、Pseudomonas和Stenotrophomonas是优势共生菌,它们可能在促进穗螨赖以存活的营养来源D. graminicola侵染青稞幼穗和大量繁殖中发挥关键性作用。

利用光合细菌分离培养基从云南省玉溪市猕猴桃根际土中分离光合细菌,并测试其对烟草花叶病毒 (tobacco mosaic virus,TMV) 的抑制效果;同时,对分离到的光合细菌进行次生代谢产物5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,5-ALA)产量测定;随后,对分离到的光合细菌菌株及其次生代谢产物5-ALA开展抗TMV的抑制效果测试,并对其抗病毒机理进行初步分析。所分离到的光合细菌菌株YN-1经形态学鉴定、革兰氏染色、碳源、氮源等生理生化测试以及16S rDNA序列分析,鉴定其为沼泽红假单胞菌 (Rhodopseudomonas palustris);YN-1的5-ALA产量高达4.37 mg·L^-1。分别喷施YN-1发酵原液和次生代谢产物5-ALA后均能降低供试本氏烟上烟草花叶病的发病率,结果显示YN-1发酵原液较清水和5 %氨基寡糖素水剂300倍液分别降低69.88%和24.24%;40 mg·L^-1 5-ALA较清水、5%氨基寡糖素水剂300倍液分别降低74.70%、36.37%。通过对供试本氏烟相关抗病基因复制水平的检测,发现喷施了YN-1发酵原液和5-ALA后,供试本氏烟SA途径抗病基因较对照有显著的上调。结果表明,所分离到的沼泽红假单胞菌YN-1菌株发酵原液及其40 mg·L^-1的次生代谢产物5-ALA能有效降低TMV对烟草的侵染。

黄瓜猝倒病是黄瓜苗期主要土传病害之一,随着设施黄瓜栽培面积的扩大,猝倒病的发生与危害在逐年加重。本研究从杭州地区茄子种植地的健康茄子植株根际土壤中分离筛选获得一株细菌ZF514,通过二分皿平板对峙法发现其挥发性物质对瓜果腐霉菌(Pythium aphanidermatum)有显著的拮抗效果。根据形态特征、生理生化特性,以及基于多基因(16S rDNA、gyrA和rpoB)的系统发育分析结果,确定ZF514菌株为贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis)。ZF514菌株对多种病原真菌具有明显的拮抗作用。进一步将模拟微生物熏蒸处理的土壤用于盆栽试验,结果显示,盆栽所用土壤经ZF514菌株熏蒸处理后可显著降低黄瓜猝倒病的发生率,防效达63.69%。综上所述,产抑菌性挥发物质的B. velezensis ZF514菌株在微生物熏蒸防治土传病害方面具有一定的开发潜力。

由芸薹根肿菌(Plasmodiophora brassicae)侵染引起的根肿病是严重威胁十字花科蔬菜生产的一种病害,筛选具有应用价值和开发潜力的生防菌对于该病害的绿色防控具有重要意义。本研究从根肿病发生的重病田中健康白菜的根组织中分离内生细菌,以辣椒疫霉(Phytophthora capsici)为指示菌,利用平板对峙和温室盆栽试验筛选出1株对白菜根肿病具有生防效果的菌株,命名为JP2。结合形态学特征、生理生化特性以及16S rDNA基因序列分析,将JP2菌株鉴定为油菜假单胞菌(Pseudomonas brassicacearum)。JP2菌株培养48 h后的发酵液中几丁质酶活为0.034 U·mL^-1,纤维素分解能力H值为1.89,铁载体相对活性为57.24%。JP2菌株编码荧光嗜铁素(PVD)和2, 4-二乙酰间苯三酚(DAPG)合成基因。此外,该菌株对6种常见的病原真菌均有较好的抑制作用,抑菌谱较广,其粗提物对P. brassicae休眠孢子也有较好的致死效果,致死率达44.44%。JP2接种30 d时,其在白菜根际土中的定殖密度仍稳定在3.03×10² CFU·g^-1,能够显著降低土壤中P. brassicae休眠孢子的数量,对白菜根肿病的盆栽防效为58.83%。表明JP2菌株对白菜根肿病具有较好的生防潜力。

为进一步明确广藿香酮农用抑菌活性,本研究用一步法合成了广藿香酮,通过¹H和¹³C NMR、HRMS和X射线单晶衍射确证了其结构,并测定了其对常见植物病原菌的活性。离体活性结果表明,广藿香酮对油菜菌核病菌、立枯丝核菌和固执腐霉的菌丝生长抑制效果较为显著,EC₅₀值分别为5.32、5.53和7.83 μg·mL^-1,均优于对照药剂香芹酚。室内药效结果表明,广藿香酮在200 μg·mL^-1下对油菜菌核病的离体叶片保护作用药效为97.9%,与对照药剂啶酰菌胺15 μg·mL^-1(99.0%)和香芹酚1 000 μg·mL^-1(99.7%)下的效果相当。盆栽试验结果表明,广藿香酮在500 μg·mL^-1下对大豆立枯病和烟草猝倒病的保护作用防效分别为94.6%和91.8%,与香芹酚1 000 μg·mL^-1下效果相当(93.1%和91.2%);在100 μg·mL^-1下对小麦白粉病的保护作用防效为94.1%,与50 μg·mL^-1下多菌灵(93.5%)和500 μg·mL^-1下香芹酚(93.0%)的防效相当。本研究为广藿香酮在植物源杀菌剂中的开发和利用提供参考。

咯菌腈是目前生产上防控由灰葡萄孢(Botrytis cinerea)引起的蔬菜灰霉病的主要药剂。为了明确山西省B. cinerea对咯菌腈产生抗药性的情况,本文采用菌丝生长速率法测定了来自山西各地312个B. cinerea菌株对咯菌腈的抗性水平,并对抗性菌株Bos1基因的突变位点、生物学性状,以及与其它杀菌剂的交互抗性进行了研究。结果表明:供试菌株对咯菌腈的抗性频率为7.37%,抗性水平主要为低、中抗,仅检测到2个高抗菌株;所有咯菌腈抗性菌株Bos1基因均发生了突变,突变发生区域包括TAR、HAMP和REC结构域,抗性类型包括F127S、V287G、I365N、I365S、Q369P+N373S、V1136I和A1259T;抗性菌株在菌丝生长、产菌核能力、产孢量和致病力方面均低于敏感菌株,生物适合度下降;咯菌腈与吡唑醚菌酯、苯醚甲环唑、嘧霉胺、咪鲜胺4种作用机制不同的杀菌剂之间均不存在交互抗性,因此可通过药剂轮换和复配使用来防治灰霉病。本研究为蔬菜灰霉病化学防治的科学、合理用药提供了理论依据。

为明确藜麦炭疽病的病原种类及其生物学特性,筛选适于防治该病害的化学药剂,采用组织分离法获得代表性菌株LMTJ,并依据柯赫氏法则验证其为藜麦炭疽病的病原菌。结合病原菌的形态学特征以及ACT、CHS-1、GAPDH、ITS和TUB2多基因系统发育分析结果,确定引起藜麦炭疽病的病原菌为菠菜刺盘孢菌(Colletotrichum spinaciae)。生物学特性研究结果表明,C. spinaciae LMTJ菌株在以淀粉为碳源、蛋白胨为氮源、20~25 ℃、pH6.0~7.0条件下菌丝生长最快,而在以蔗糖为碳源、硝酸钠为氮源、20~25 ℃、pH6.0条件下产孢最多。毒力测定结果表明,参试的5种药剂均能抑制LMTJ菌株的菌丝生长,其中92.8%异菌脲抑制作用较强,EC₅₀值为2.7654 mg·L^-1。本研究为藜麦炭疽病的诊断与防治提供了科学依据。

为探明栝楼蔓枯病的发生情况及病原种类,筛选出针对该病害的高效植物源抑菌剂,本研究对安徽省潜山市栝楼基地蔓枯病的田间症状进行了调查,对其病原进行了分离和纯化。根据形态学和分子生物学鉴定结果,将栝楼蔓枯病病原确定为Stagonosporopsis caricae。通过室内抑菌试验,测定了20种中草药提取物对S. caricae的抑菌活性,发现当提取物质量浓度为15 mg·mL^-1时,蛇床子、博落回提取物对S. caricae的抑制率＞90%,苦参、虎杖提取物的抑制率＞80%;蛇床子和苦参提取物对该病菌的EC₅₀值分别为0.1648~0.5289和0.7347~0.8332 mg·mL^-1,抑菌活性最为明显。该研究为栝楼蔓枯病的绿色防控提供了理论依据。

果胶杆菌属(Pectobacterium)是导致全球农作物经济损失的重要病原细菌之一,抗生素抗性菌株的产生加大了该病害的防控难度。本研究以不同寄主植物分离获得的果胶杆菌为材料,利用平板分析,获得一株野外形成的链霉素抗性菌株。通过基因组测序及比较基因组研究,明确其分类地位,并预测链霉素抗性基因。研究表明,自不同寄主分离的8个菌株中,云南黄花马蹄莲发病株获得的NJAU2,对链霉素存在高度抗性。NJAU2基因组总长5 062 459 bp,GC含量51.83%,N50长度306 378 bp,共有4 568个编码基因。基于果胶杆菌8个管家基因(fliA、fusA、glyA、gyrB、purA、rpoA、rpoS和secY)的MLSA多位点序列分析结果显示NJAU2与标准菌株P. aroidearum SCRI 109^T及已报道的菌株P. aroidearum PC1聚类在同一个分支,该结果与基于16S rRNA基因序列构建的系统发育关系一致,进一步NJAU2与各果胶杆菌的平均核苷酸一致性(ANI)、DNA-DNA杂交(isDDH)分析也支持这一结果。为此,将自然形成的链霉素耐性菌株NJAU2归属于果胶杆菌的新种:Pectobacterium aroidearum,命名为Pectobacterium aroidearum NJAU2。NJAU2的基因组中携带编码链霉素耐药基因集。抗生素耐药性综合数据库(CARD)比对发现NJAU2含有与7类耐药相关的328个耐药基因。此外,NJAU2基因组注释表明:其含有15个编码氨基糖苷类抗生素抗性基因,其中与链霉素抗性相关的基因有rpsL和gidB。马蹄莲软腐病病原菌NJAU2的发现,为果胶杆菌在链霉素抗性方向的研究提供了新材料。

为了查明引起金银花(Lonicera japonica)根腐病的病原,本研究从表现根腐病症状的金银花根系中分离病菌。经致病性测定,结合形态特征和分子生物学鉴定结果,确定引起金银花根腐病的病原菌为茄腐皮镰刀菌(Fusarium solani)和变红镰刀菌(Fusarium incarnatum),且这两种镰刀菌复合侵染时根腐病发生更严重。对这两种病原菌进行生物学特性分析,结果表明其菌丝生长最适温度均为28 ℃,在低于4 ℃和高于50 ℃条件下停止生长; F. incarnatum孢子萌发最适温度为28 ℃,F. solani孢子萌发最适温度为25~28 ℃;二者对于pH值的变化不敏感,在pH值为5~11条件下均能生长;F. incarnatum适宜在12 h光照/12 h黑暗光周期条件下生长,而F. solani适宜在全黑暗条件下生长;F. incarnatum和F. solani菌丝生长的致死温度分别为50 ℃和55℃(处理10 min);孢子萌发的致死温度均为50 ℃(水浴10 min);两种病原菌最适生长碳源同为果胶,但最适生长氮源有差异,F. incarnatum为胰蛋白胨,对其它氮源的利用效率较低,而F. solani为蛋白胨,且具有广谱碳、氮源适应性。进一步分离和筛选能抑制金银花根腐病菌的高效生防菌株,从发生根腐病的金银花田块采集健康植株周围土壤,通过菌株分离、平板对峙培养、酶活测定、温室促生防病试验最终筛选到2株能促进金银花生长并且能高效防治金银花根腐病的生防菌株。经鉴定BG1为多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa),其防效为59.41%,BS37为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),其防效为52.47%。研究结果为金银花根腐病的防治提供了十分有潜力的生防资源,具有实际应用价值。

为探究黄精轮作后对三七连作土壤微生物群落的影响,评估轮作及自然休耕两种方式的修复能力。本研究以三七二年连作土壤为对象,在三七连作后种植二年黄精,并以同等条件土壤休耕后再复种三七,基于微生物组学结合生信分析技术研究黄精轮作对三七连作土壤微生物结构组成及菌群变化的影响。结果显示:黄精轮作后复种三七一年存苗率可达88.33%,显著高于休耕处理;三七根腐发病率均低于20%,但相较于休耕处理差异不显著。黄精轮作后土壤真菌及细菌多样性均显著降低(P＜0.01),主坐标分析结果表明:轮作能显著影响三七连作土壤真菌及细菌β多样性(P＜0.001);轮作能显著增加子囊菌门相对丰度,降低担子菌门、被孢霉门真菌相对丰度,轮作后细菌厚壁菌门、芽单胞菌门相对丰度显著增加,绿弯菌门、不动杆菌门、拟杆菌门等显著降低。LEfSe结果表明,黄精轮作后三七根腐病病原菌镰刀菌属、Ilyonectria等真菌显著降低;芽孢杆菌属、芽单胞菌属、溶杆菌属、类芽胞杆菌属等重要细菌属显著增加。根际土壤微生物真菌主要以腐生、病理以及混合营养模式为主,经黄精轮作处理后,植物病原物真菌丰度下降,致病菌的占比有所下调,与病害有关的微生物下降,同时黄精轮作后细菌L-缬氨酸生物合成途径、L-异亮氨酸生物合成I(来自苏氨酸)途径、L-异亮氨酸生物合成II、有氧呼吸I(细胞色素C)途径显著降低。利用黄精轮作能够改善土壤微生物,对缓解三七连作障碍具有一定潜力。

由多主棒孢菌(Corynespora cassiicola)侵染引起的黄瓜棒孢叶斑病是黄瓜生产中的重要病害,土壤带菌是其重要的初侵染源。为了明确液滴飞溅对土壤中病菌传播的影响,本研究建立了土壤中C. cassiicola的qPCR快速检测体系。利用该检测体系从黄瓜棒孢叶斑病自然发病棚室的土壤样本中检测到C. cassiicola带菌量为27.00×10⁰~7.95×10⁵ pg DNA·g^-1。液滴撞击能引起土壤或基质中的C. cassiicola飞溅,使空气中的病原菌浓度达到2.71×10³~3.36×10³ pg DNA·m^-3,造成黄瓜发病(土壤和基质带菌的病情指数分别为65.56和41.56)。在带菌土壤或基质表面覆膜可使空气中C. cassiicola浓度降至10.24~12.11 pg DNA·m^-3,显著减轻了病害的发生(带菌土壤和基质覆膜后的病情指数分别为13.79和13.83)。本研究明确了液滴撞击飞溅是土壤中C. cassiicola传播的重要方式,为黄瓜棒孢叶斑病的监测预警提供了技术手段,为病害防控提供了理论依据。

由稻黄单胞菌稻生致病变种(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)引起的水稻条斑病是水稻的主要细菌性病害之一,严重影响水稻的产量和质量。开发安全、高效的生防资源对该病害的防控至关重要。本研究利用点接法和牛津杯法,筛选获得了1个对Xoc拮抗效果较好的水稻内生菌菌株XP-1,其发酵液抑菌圈直径为 (56.1±0.1) mm。XP-1对烟草青枯病菌(Ralstonia solanacearum)、水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)、烟草青枯病菌(Ralstonia solanacearum)、白菜软腐病菌(Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum)、草莓角斑病菌(Xanthomonas fragariae)和甘蓝黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv. campestris)等5种常见植物病原细菌均有较好的抑制作用。XP-1菌株具有产IAA、铁载体和解无机磷的能力,无固氮和解钾能力。室内浸种和盆栽试验结果表明:XP-1菌株的稀释发酵液能够促进水稻种子萌发及幼苗生长,对3个水稻品种(日本晴、IR24、滇禾优615)的病斑抑制率高达 63.72%~94.47%。根据形态特征、生理生化特性和分子生物学鉴定结果,XP-1菌株为菠萝泛菌(Pantoea ananatis)。XP-1菌株抑菌谱较广,是一株有益的水稻内生菌,对水稻具有较好的防病促生效果。本研究为水稻细菌性条斑病生防资源的开发奠定了基础。

南方根结线虫(Meloidogyne incognita)引起的作物根结线虫病分布广泛,危害严重。为了筛选根结线虫病的生防资源,本研究从扬州蔬菜田土壤中分离了两个具有较高杀线虫活性的细菌菌株HJ03和HJ04。综合形态学特征、生理生化特性和分子进化分析结果,将这两株菌分别鉴定为解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)和沙福芽胞杆菌(Bacillus safensis)。HJ03和HJ04培养液处理M. incognita二龄幼虫24 h的校正死亡率分别为77.3%和79.3%,其无细胞培养滤液处理的校正死亡率分别为75.9%和80.1%,两种处理之间差异不显著;培养24 h即可获得较好的杀线虫效果,更长的培养时间不能显著增加致死率;以OD₆₀₀=1.2的1倍菌液为原液,稀释2倍后致死率分别为77.7%和78.6%,和原液相比下降不显著,稀释5倍致死率显著下降。抑制线虫机制的研究结果表明:HJ03和HJ04能抑制卵孵化,相比LB处理的对照相对抑制率分别达到71.1%和64.0%;可显著减少番茄根尖1 cm周围二龄幼虫数量,抑制率分别达到90.9%和87.6%;能显著抑制二龄幼虫侵染,接虫1周后抑制率分别达到85.4%和85.2%;可显著抑制根结形成,接虫40 d后根结指数分别为1.1和1.6,相比LB培养基处理的对照(3.3)明显下降;可抑制卵囊形成,接虫60 d后的抑制率分别为75.7%和73.1%;可显著减少线虫诱导寄主产生的巨细胞的大小。此外,HJ03和HJ04还能促进番茄种子萌发和植株生长。本研究丰富了作物根结线虫病的生防资源,为进一步开发线虫生防菌剂奠定了基础。

黄瓜枯萎病由黄瓜专化型尖镰孢菌(Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum, Foc)侵染引起,是黄瓜生产中较难防治的一种土传病害,发病时多造成植株萎蔫枯死,可导致黄瓜大幅减产。本研究从美国农业研究菌种保藏中心(Agricultural Research Service Culture Collection,NRRL)获得了一株可产生抗菌肽的木霉菌株3199,经形态学和分子生物学鉴定确定为苇状木霉(Trichoderma arundinaceum)。平板对峙试验发现菌株3199对Foc抑制效果明显。盆栽试验表明菌株3199孢子悬浮液(浓度1×10⁸ 个孢子·mL^-1)灌根对黄瓜枯萎病的防效为51.3%。进一步对该菌株的抑菌活性物质进行分析,发现其发酵液乙酸乙酯提取物(12 mg·mL^-1)可显著抑制Foc生长。结果表明,T. arundinaceum菌株3199可代谢产生抑制Foc的活性天然产物,在黄瓜枯萎病生物防治方面有较大应用潜力。