1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
1.本课题的意义
番茄是全世界栽培最为普遍的果菜之一,我国为主要生产国之一,全国各地普遍种植。但番茄连作时,土传病害十分严重,其中,番茄青枯病是重要的病害之一,该病是由茄科劳尔氏菌(ralstoniasolanacearum)引起的一种毁灭性土传细菌病害,发病率一般高达80%以上,严重时造成绝收,给番茄生产带来极大的威胁。使用生防菌防治土传病害,已成为植物病害生物防治工作的研究热点。生防菌的定殖能力是生防菌发挥作用的重要因素,成为了研究工作的关键。在本研究中把生长速度和竞争力作为首要筛选标准,筛选快速利用番茄根系分泌物和根组织的菌株(在短时间内快速生长的必定是竞争力强的菌株),再从中筛选对病原菌具有拮抗能力的菌株。在此基础上,通过盆栽实验验证,对青枯病的防效及对番茄根系微生物区系的影响,这对于控制番茄青枯病,促进温室蔬菜的健康发展,提高经济效益具有重要的指导意义。
2.国内外研究概况
青枯病的防治长期以来都是许多学者探索的问题,1976年,在美国举行了第一届国际细菌性青枯病学术研讨会;1985年,在菲律宾又举行了亚太地区细菌性青枯病学术研讨会;1992年在中国台湾举行了亚洲细菌性青枯病学术研讨会;1997年,在法国举行了第二届国际细菌性青枯病学术研讨会。各国植病工作者极为关注青枯病的研究,虽然在各领域中的研究结果,对青枯病的防治均取得一定效果,但仍有不足之处,目前番茄青枯病仍然是生产上尚待解决的一大难题。
近年来青枯病的生物防治越来越引起国内外的重视。用于青枯病生物防治的主要集中于弱毒力或无毒力的青枯菌、链霉菌、假单胞杆菌、菌根真菌和芽孢杆菌。目前对青枯菌有拮抗作用的微生物主要有多粘芽孢杆菌(bacilluspolymyxa)等芽孢杆菌、荧光假单胞杆菌(pseudomonasfluorescens)等,国内外有不少用这些拮抗菌防治细菌青枯病取得不同程度的成功的例子,如:汪中一(1990)发现一株枯草杆菌(bcillussubtilis)产生的抗生物质对青枯菌有强烈拮抗作用,并且此菌对营养、温度要求不严格,室温下至少1年不影响生活力;任欣正自1981年从土壤微生物中筛选出产芽孢细菌b-130,1989年用b-130和青枯假单胞杆菌无致病力产细菌素菌株(abps)ma-7一起做了田间防治番茄青枯病的试验,试验表明b-130制剂防病效果优于abps菌株ma-7制剂,这两种菌制剂防病增产效果的差异可用它们拮抗能力的不同来解释,b-130可拮抗所有测验过的青枯病菌株,而ma-7仅能抑制其中的70%;董春等(1996)从烟草、番茄、胡萝卜、芒果、柑橘等农作物根和根部土壤中分离并筛选到对青枯病具有较强抑菌作用的细菌菌株5个,初步鉴定为芽孢杆菌(bacillusspp.),通过网室盆栽试验和病地小区试验,结果表明,拮抗细菌对烟草青枯病具有一定的防治作用;张竹青等对从湖南省23个烟草区62块烟地烟草根际和根表土壤以及芝麻土中分离筛选的7个抗青枯病菌而相互之间无拮抗作用的生防细菌菌株进行了生物学性状的研究和dna(g c)含量测定,其中湘2-3和2-轻-9为芽孢杆菌,通过田间试验表明这两种芽孢杆菌对烟青枯病都有较好的防治效果。allison等(2011)采用t-rflp技术研究有机肥处理对番茄根际微生物的影响,他们发现使用有机肥显著增加了根际微生物的多样性,这种影响可以延续到番茄移栽一个月以后。谭兆赞等(2009)研究发现堆肥能明显提高番茄的株高和生物量,减轻番茄青枯病的发生。随学超等(2007)在菇渣和蛭石中分别添加有机缓释肥后,提高了番茄叶片的保护性酶活性,显著降低了番茄植株的发病率和病情指数。陆合和张碧波(2009)发现生姜连作地的青枯病发病率为100%,而施加有机肥的连作地生姜青枯病发病率降至37.6%。他们认为有机肥的施用改善了土壤微生态结构,促进了土壤有益微生物增长,提高了土壤微生物多样性和土壤质量。抑制作物土传病害在一定程度上是土壤微生物的群体作用,当土壤微生物群落结构越丰富、物种越均匀、多样性越高时,对抗病原菌的综合能力越强(蔡燕飞和廖宗文,2003;陆合和张碧波,2009)。接种外源微生物对根际微生物的影响也有许多研究。latitialioussanne(2010)采用pcr-dgge研究了接种菌根真菌对番茄根际微生物种群结构的影响,结果显示,接种菌根真菌可诱导对番茄土传病害的生物防治作用,以及改变番茄的根系分泌物。接种菌根真菌改变了番茄根际的微生物种群结构,但这种改变不是由于菌根番茄和非菌根番茄的根系分泌物引起的,而是由于与菌丝相关的物理或化学因素造成的。而且,当菌根番茄和非菌根番茄分别接种病原菌p.nicotianae时,并没有对番茄根际微生物种群造成很大的影响,这表明根际细菌对菌根真菌比对病原菌的入侵更敏感。dimitrios(2011)采用pcr-dgge的研究表明,番茄根际接种内生拮抗真菌fusariumsolanifsk可增加番茄根际中一些已知的与生防有关的微生物种群的数量,而对根际中其他非目标微生物种群的影响不大。cristiana等(2008)采用pcr-dgge的研究表明双接种生防菌bacillussubtilis101和pgpr菌azospirillumbrasilensesp245改变了番茄根际的细菌和真菌种群。
2. 研究的基本内容和问题
1.研究的目标、内容
筛选快速利用番茄根系分泌物,并且能在番茄有效定殖的拮抗菌,用以调控连作番茄根际微生物种群结构以减轻或控制土传青枯病害的发生。
(1)高效拮抗菌的分离、筛选;
(2)拮抗菌的生物学特性研究
3. 研究的方法与方案
1. 研究方法
(1)番茄根际快速生长细菌菌株的分离
收集番茄根系,用植物匀浆机打碎,按照5%的量加到无机盐琼脂培养基中,制备平板。另外,取冷冻干燥的番茄根系分泌物,加到无机盐琼脂培养基中,制备平板。分别涂布番茄根际土壤悬液,置于30℃培养15-20小时后,挑取快速生长的菌落。这些能在短时间内形成菌落的必定是生长速度特别快的菌株。
4. 研究创新点
在微生物菌株的分离上,采用不同于常规的拮抗微生物菌株分离方法(主要考虑拮抗能力的大小),而是把生长速度和竞争力作为首要筛选标准,筛选快速利用番茄根系分泌物和根组织的菌株(在短时间内快速生长的必定是竞争力强的菌株),再从中筛选对病原菌具有拮抗能力的菌株。
5. 研究计划与进展
1.2016年1月-2016年3月
(1)筛选接抗菌;
(2)撰写阶段性成果学术论文及中期考核总结。
