宋光桃,付美云,張惠穎,吳玉紅,田偉政
(1.湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院a.園林學(xué)院;b.林下藥用植物應(yīng)用技術(shù)湖南工程研究中心,湖南 衡陽 421005;2.中南林業(yè)科技大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院,湖南 長沙 410004)
月季花(Rosa chinensisJacq)是衡陽市的市花,也是中國的十大傳統(tǒng)名花之一,被譽為“花中皇后”[1],在城市園林綠化中,有著不可或缺的價值。月季黑斑病是月季的主要病害和常見病害[2]。發(fā)病嚴重時月季全株僅剩下光禿的枝條,既降低了月季的觀賞和經(jīng)濟價值,還能導(dǎo)致月季過早衰?。?],甚至植株死亡[4]。目前生產(chǎn)上常用化學(xué)藥劑進行防治[5-10],由于化學(xué)防治存在農(nóng)藥殘留和環(huán)境污染等諸多不足,近年來生物防治已被人們廣泛重視。
植物內(nèi)生菌在植物體內(nèi)具有相對穩(wěn)定的生存空間,不容易受到外界環(huán)境的影響,并能產(chǎn)生多種抗菌生物活性物質(zhì),已經(jīng)成為一類重要的微生物資源被用于植物病害的防治[11]。國內(nèi)外對內(nèi)生菌在植物病害防治方面的研究已經(jīng)有許多報道[12-15],但在月季黑斑病防治上未見報道,本試驗嘗試從5種植物中分離內(nèi)生菌,并篩選出對月季黑斑病防治效果較好的菌株,為月季病害無公害防治提供理論依據(jù)。
1.1.1 供試病原菌菌株來源
從衡陽市南湖公園及湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院月季植株上采集具有典型月季黑斑病癥狀的病葉組織,以常規(guī)組織分離法進行病原菌的分離,在PDA培養(yǎng)基上28℃下暗光培養(yǎng),獲得的分離物經(jīng)純化后,在PDA斜面培養(yǎng)基上培養(yǎng)并于4℃低溫保存?zhèn)溆谩?/p>
1.1.2 供試拮抗菌菌株來源
從衡陽市南湖公園及湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院月季植株上取健康葉片,在湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院院內(nèi)及附近取銀杏、鉤騰、黑老虎、山蒼子健康葉片。
1.1.3 培養(yǎng)基
馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)、牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基(NA)、高氏一號培養(yǎng)基等,用于病原菌與拮抗菌的分離、純化和保存、拮抗性測定和培養(yǎng)性狀觀察。
1.2.1 月季黑斑病菌的分離
采用常規(guī)組織分離法分離病原菌,在28℃下培養(yǎng),得到的培養(yǎng)物經(jīng)純化后保存?zhèn)溆?,并制片在顯微鏡下觀察分離物形態(tài)。
1.2.2 月季黑斑病菌的致病性測定
采用傷口接種法把月季黑斑病菌孢子懸浮液接種至健康的月季葉上,實驗重復(fù)3次,并設(shè)對照;待癥狀出現(xiàn)后,切取發(fā)病處組織,再用常規(guī)組織分離法分離病原菌,把所得病原菌純化培養(yǎng)、保存?zhèn)溆?,并制片在顯微鏡下觀察病原菌的形態(tài)。
1.2.3 內(nèi)生菌的分離
(1)組織表面消毒。將采集的新鮮健康月季、銀杏、鉤騰、黑老虎、山蒼子的葉組織取材后,用自來水沖洗干凈,70%的酒精浸泡3~5 s,再用0.1%的升汞浸泡3 min進行表面消毒處理,用無菌水沖洗3~4次,并作印跡對照處理[11],檢測植物表面消毒是否徹底。
(2)分離純化方法。將消毒后的材料放于經(jīng)滅菌的盛有少量石英沙的研缽中磨碎(加入5 ml生理鹽水),取上清液梯度稀釋到濃度為10-1~10-2,取0.1 ml涂布于相應(yīng)平板上(細菌用NA平板,放線菌用高氏一號培養(yǎng)基平板,真菌用PDA平板),重復(fù)3次,置于25℃恒溫箱中黑暗培養(yǎng)。待涂布平板上長出菌落后挑取菌株,轉(zhuǎn)接于新鮮培養(yǎng)基上,經(jīng)純化后轉(zhuǎn)入斜面試管培養(yǎng),放線菌和真菌培養(yǎng)3~5 d,細菌培養(yǎng)24 h后,4℃保存、備用。
1.2.4 拮抗菌的初篩
(1)拮抗細菌初篩:在PDA平板中央分別接種直徑6 mm的月季黑斑病菌菌餅,在周圍2.5 cm處接種分離的細菌,每皿接1株細菌,對稱接3點,重復(fù)3次。置于25℃恒溫箱中培養(yǎng),同時以不接細菌為對照。當對照長至培養(yǎng)皿邊緣時,測量抑菌圈大小。
(2)拮抗放線菌與真菌初篩:以月季黑斑病菌作為指示菌,采用平板對峙培養(yǎng)法進行篩選。將PDA培養(yǎng)基融化倒成平板冷卻凝固后,在平板中央分別接上月季黑斑病菌菌餅(直徑為6 mm),周圍35 mm處等距離接4株不同放線菌與真菌菌餅(直徑為6 mm)。以中央只接月季黑斑病菌,周圍不接放線菌與真菌做對照,25℃培養(yǎng)6 d。每處理重復(fù)3次。觀察放線菌與真菌各菌株的抑菌效果,選出對月季黑斑病菌有抑菌圈的放線菌與真菌菌株作為復(fù)篩菌株。
1.2.5 拮抗菌的復(fù)篩
(1)拮抗細菌復(fù)篩:把上述抑菌圈半徑在5 mm以上的細菌接種于牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基中,在30℃、140 r/min條件下振蕩培養(yǎng)3 d。在PDA平板中央用直徑6 mm的打孔器打一孔,取出培養(yǎng)基,在孔內(nèi)注入20μl上述的拮抗細菌發(fā)酵液,在周圍距孔3.0 cm處接種供試病原菌菌餅。25℃恒溫箱中培養(yǎng),同時以不接拮抗細菌單獨只接供試病原菌為對照。當生長快的病原菌對照長至培養(yǎng)皿邊緣時,測量抑菌圈大小。
(2)拮抗放線菌復(fù)篩:采用平板對峙培養(yǎng)法,在平板中央接種上述初篩的拮抗放線菌菌餅(直徑為6 mm),在周圍35 mm處等距離接種供試病原物菌餅(直徑為6 mm)。以中央只接病原菌,不接放線菌做對照,25℃培養(yǎng)6 d。每處理重復(fù)3次。觀察放線菌各菌株的抑菌效果。
用常規(guī)組織分離法從月季黑斑上分離得到3種真菌。
(1)月季炭疽菌(Colletotrichumsp.):此菌是優(yōu)勢菌,分離時出現(xiàn)最多,在PDA培養(yǎng)基平板上菌落棉絮狀,邊緣完整,初期灰白色,隨后菌落中央變?yōu)樯罨疑?,并有粉紅色分生孢子堆出現(xiàn),分生孢子無色,單胞,長橢圓形(見圖1,其中左邊圖A示分生孢子,右邊圖B示菌落)。將其分離物接種于健康月季葉上,一段時間后出現(xiàn)發(fā)病癥狀,其特點與初始感染月季黑斑病的病葉癥狀相似(見圖2),對照沒有出現(xiàn)癥狀。將接種發(fā)病的病葉再一次分離,所得病菌的形態(tài)與第一次分離得到的分離物形態(tài)一致。后期拮抗試驗以此菌為試驗對象。
圖1 月季炭疽菌分生孢子形態(tài)(A)與菌落特征(B)Fig.1 Conidial morphology(A)and colony characteristics(B)of Colletotrichum sp.
圖2 月季炭疽菌致病性測定Fig.2 Pathogenicity of Colletotrichum sp.
(2)月季鏈格孢菌(Alternariasp.):此菌在分離時也常出現(xiàn),在PDA培養(yǎng)基平板上菌落棉絮狀,深灰色,邊緣完整,分生孢子淡褐色或深褐色,有縱橫隔膜,圓筒形、卵圓形、橢圓形或倒棍棒形(見圖3)。將其分離物接種于健康月季葉上,一段時間后出現(xiàn)發(fā)病癥狀,其特點與初始感染月季黑斑病的病葉癥狀相似,對照沒有出現(xiàn)癥狀。將接種發(fā)病的病葉再一次分離,所得病菌的形態(tài)與第一次分離得到的分離物形態(tài)一致。
圖3 鏈格孢菌分生孢子Fig.3 Conidia of Alternaria sp.
(3)月季盤二孢菌(Marssoninasp.):此菌在分離時不易出現(xiàn),在PDA培養(yǎng)基平板上菌落灰白狀,深灰色,邊緣完整,分生孢子卵圓形或橢圓形,無色,雙細胞(見圖4)。將其分離物接種于健康月季葉上,一段時間后出現(xiàn)發(fā)病癥狀,其特點與初始感染月季黑斑病的病葉癥狀相似,對照沒有出現(xiàn)癥狀。將接種發(fā)病的病葉再一次分離,所得病菌的形態(tài)與第一次分離得到的分離物形態(tài)一致。
圖4 盤二孢菌分生孢子Fig.4 Conidia of Marssonina sp.
采用涂布分離法,從健康月季、銀杏、鉤藤、黑老虎、山蒼子的葉組織共得內(nèi)生分離物69株,其中細菌分離物37株、放線菌3株、真菌29株(見表1)。從表1可知,69株內(nèi)生菌中,月季分離物13株,銀杏分離物14株,鉤藤分離物12株、黑老虎分離物13株、山蒼子分離物17株;只有銀杏分離物中有放線菌。
表1 內(nèi)生菌菌株分離結(jié)果Table 1 The results of endophytic strains isolation
以優(yōu)勢菌月季炭疽病菌為目標菌,用對峙生長法測試了分離獲得的內(nèi)生菌對月季炭疽病菌的拮抗作用。結(jié)果顯示,內(nèi)生菌中有20株(細菌14株、放線菌2株、真菌4株)對月季炭疽病菌有拮抗作用,拮抗圈大于5 mm的有8株,其中細菌7株,放線菌1株(見表2)。真菌抑菌效果不明顯。
表2 拮抗內(nèi)生菌的初篩結(jié)果Table 2 The results of preliminary screening of antagonistic endophytes
續(xù)表
以月季炭疽病菌為目標菌,用對峙生長法測試了初篩的7株拮抗菌的發(fā)酵液和1株拮抗放線菌對月季炭疽病菌的抑菌效果(見表3)。
表3 拮抗內(nèi)生菌的復(fù)篩結(jié)果Table 3 The results of re-screening of antagonistic endophytes
由表2、表3可知,本次篩選沒有得到抑菌效果較明顯的真菌菌株,篩選出了對月季炭疽病菌抑菌效果最明顯的細菌菌株是YJX2,它是從月季上分離的,放線菌菌株YXF1抑菌效果優(yōu)于菌株YJX2,抑菌效果最好,但YXF1是從銀杏上分離的,因此可將菌株YJX2與YXF1作為生物防治備選菌株進一步研究用于防治月季黑斑病。
本試驗用常規(guī)分離法分離了月季黑斑病菌,得到了3個不同菌株,其中炭疽菌為優(yōu)勢菌,并對3個病菌進行了形態(tài)觀察與致病性測定,都能出現(xiàn)黑斑癥狀;從新鮮健康月季、銀杏、鉤騰、黑老虎、山蒼子的葉組織內(nèi)共分離得到內(nèi)生菌中有20株(細菌14株、放線菌2株、真菌4株)對月季炭疽病菌有拮抗作用,拮抗圈大于5 mm的有8株,其中細菌7株,放線菌1株。復(fù)篩后細菌菌株YJX2,放線菌菌株YXF1抑菌效果較好,可作為月季黑斑病生物防治的備選菌株。
已有研究表明[16-19],植物內(nèi)生菌在植物體內(nèi)與宿主植物形成了密切的互惠共生關(guān)系,具有多種抑菌功能,有些防病效果較明顯,有一定的開發(fā)利用前景。本試驗除月季外,還從4種藥用植物(銀杏、鉤騰、黑老虎、山蒼子)體內(nèi)分離了內(nèi)生菌,它們也有一部分內(nèi)生菌能抗月季黑斑病菌,其中從銀杏體內(nèi)得到的放線菌菌株YXF1抑菌效果最好,它能否在月季上定植,還有待進一步研究。李玲玲等[20]從銀杏莖葉中分離出多株真菌、細菌與放線菌,有多株菌株抑菌效果顯著。本次分離的菌株YJX2與菌株YXF1的抑菌范圍將進行下一步研究。另外,它們是否相互抑制也需后續(xù)研究。