謝小平 劉長遠(yuǎn) 趙奎華 王 輝 關(guān)天舒 梁春浩 賈 姝 張 里
(1 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,遼寧沈陽110866;2 遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,遼寧沈陽110161)
辣椒疫?。≒hytophthora capsiciLeonian)是北方設(shè)施辣椒生產(chǎn)上的重要土傳病害,在防治上主要以化學(xué)防治為主,因化學(xué)防治存在農(nóng)藥殘留問題,因此,生物菌劑研究已逐漸成為防治辣椒疫病的熱點(diǎn)。黃柄曲霉(Aspergillus flavipes)屬于曲霉屬,研究發(fā)現(xiàn)黃柄曲霉對(duì)植物病害真菌有較好的抑制作用。李淑彬等(2001)從大亞灣海底沉積物中分離出1株具有廣譜抗真菌作用的黃柄曲霉,對(duì)辣椒疫病菌(Phytophthora capsici)、新月彎孢霉(Curvularia lunata)、棉炭疽菌(Colletotrichum gossypii)等多種植物病原真菌有強(qiáng)烈抑制作用。王輝等(2012)研究表明黃柄曲霉ASD菌株對(duì)辣椒疫病有較好的防治效果,其防效優(yōu)于化學(xué)藥劑代森錳鋅和烯酰嗎啉,但對(duì)抑菌物質(zhì)種類和結(jié)構(gòu)未作深入研究。本試驗(yàn)以黃柄曲霉ASD菌株為研究對(duì)象,主要開展了抑菌譜測定和抑菌物質(zhì)的提取,以期為該菌株生防菌劑研究奠定基礎(chǔ)。
1.1.1 供試菌株 黃柄曲霉ASD菌株,由遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所園藝作物病害研究室提供。
1.1.2 供試病原菌 辣椒疫病菌、番茄晚疫病菌(Phytophthora infestans)、黃瓜蔓枯病菌(Mycosphaerella melonis)、甜瓜蔓枯病菌(Didymella bryoniae)、黃瓜炭疽病菌(Colletotrichum orbiculare)、葡萄炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)、葡萄灰霉病菌(Botrytis cinereaPers.)、梨輪紋病菌(Physalospora piricolaNose)、小麥赤霉病菌(Fusarium graminearum)、茄子根腐病菌(Fusarium solani),均由遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所園藝作物病害研究室提供。
1.1.3 供試培養(yǎng)基 PDA 培養(yǎng)基:馬鈴薯200 g,葡萄糖20 g,瓊脂粉12 g,蒸餾水1 000 mL。
PD 培養(yǎng)液:馬鈴薯200 g,葡萄糖20 g,蒸餾水1 000 mL。
1.2.1 ASD菌株抑菌譜的測定 采用對(duì)峙培養(yǎng)法(Getha & Vikineswary,2002),在直徑為9 cm 的PDA 平板上相距2.5 cm 的位置放置直徑為0.6 cm的ASD菌餅及供試病原菌菌餅,于25℃培養(yǎng)4 d,測量抑菌帶寬度。
1.2.2 ASD菌株的發(fā)酵培養(yǎng) ASD菌株在PDA 平板上27℃培養(yǎng)5 d后,取菌體接種于裝有100 mL PD 培養(yǎng)液的250 mL 三角瓶中,27℃、150 r·min-1搖床振蕩培養(yǎng)5d(王輝,2012)。
1.2.3 ASD菌株發(fā)酵液的制備 發(fā)酵培養(yǎng)后的發(fā)酵原液,12 000 r·min-1離心30 min,取上清液用微孔濾膜去除菌體,即為ASD菌株的發(fā)酵液(Ji et al.,2007),采用牛津杯法檢測其抑菌活性。
1.2.4 硫酸銨分段鹽析條件確定 取發(fā)酵液用不同飽和度的硫酸銨(10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%)分級(jí)沉淀,4℃靜止過夜后,12 000 r·min-1離心30 min 棄上清液,分別收集每一個(gè)飽和度的沉淀物(陳雪麗 等,2006)。沉淀物用少量體積的0.01 mol·L-1磷酸緩沖液(PBS)(pH 7.2)溶解,裝入透析袋中,用雙蒸水透析去鹽并用聚乙二醇6000 包埋濃縮后即得到抑菌物質(zhì)粗提物。
1.2.5 抑菌活性的測定 采用含毒介質(zhì)法(全鑫 等,2010;唐琳和趙輝,2011)檢測抑菌物質(zhì)粗提物的抑菌活性。將抑菌物質(zhì)粗提物與PDA 培養(yǎng)基按照1∶10的比例混合倒平板,以PDA 培養(yǎng)基作為對(duì)照,在平板的中心放置1個(gè)辣椒疫病菌菌餅,3次重復(fù),置于27℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)5 d,觀察辣椒疫病菌的生長情況。
1.2.6 蛋白酶對(duì)抑菌物質(zhì)抑菌活性的影響 取50%硫酸銨飽和度提取的抑菌物質(zhì)粗提物與按1∶1∶1的比例混合的胰蛋白酶、蛋白酶 K 和蛋白酶E 發(fā)生反應(yīng),蛋白酶濃度為1 mg·mL-1,在恒溫 37℃下反應(yīng) 1 h(高小寧,2012)。采用含毒介質(zhì)法檢測經(jīng)酶解后抑菌物質(zhì)粗提物的抑菌活性,以辣椒疫病菌為指示菌,每處理3次重復(fù)。
由表1可知,黃柄曲霉ASD菌株對(duì)辣椒疫病菌、番茄晚疫病菌、甜瓜蔓枯病菌、黃瓜蔓枯病菌、黃瓜炭疽病菌、葡萄炭疽病菌、葡萄灰霉病菌、梨輪紋病菌、小麥赤霉病菌、茄子根腐病菌均有抑制作用,抑菌譜較廣,其抑菌帶的寬度為2.9~11.8 mm,其中對(duì)辣椒疫病菌、番茄晚疫病菌有較強(qiáng)的抑制作用(圖1)。
表1 黃柄曲霉ASD菌株的抑菌譜及抑菌帶寬度
圖1 黃柄曲霉ASD菌株對(duì)辣椒疫病菌和番茄晚疫病菌的抑制效果
從平板抑菌活性試驗(yàn)可以看出,黃柄曲霉ASD菌株的發(fā)酵液對(duì)辣椒疫病菌有很強(qiáng)的抑菌活性,ASD菌株200 μL 發(fā)酵液對(duì)辣椒疫病菌的抑菌帶寬度為7.4 mm(圖2)。
圖2 黃柄曲霉ASD菌株發(fā)酵液對(duì)辣椒疫病菌的抑菌活性
試驗(yàn)結(jié)果顯示(表2),經(jīng)10%~90%飽和硫酸銨沉淀后的抑菌物質(zhì)粗提物對(duì)辣椒疫病菌均有抑制活性,其中經(jīng)50%飽和硫酸銨沉淀后的抑菌物質(zhì)對(duì)辣椒疫病菌的抑制活性最強(qiáng)(圖3),抑制效果達(dá)到80.78%。由此說明,經(jīng)50%飽和硫酸銨沉淀的物質(zhì)是具有抑菌效果的抑菌物質(zhì)。
表2 經(jīng)不同飽和度硫酸銨沉淀后的ASD菌株抑菌物質(zhì)粗提物對(duì)辣椒疫病菌的抑制作用
圖3 經(jīng)50%硫酸銨飽和度沉淀的抑菌物質(zhì)對(duì)辣椒疫病菌的抑菌效果
抑菌活性檢測結(jié)果表明,50%硫酸銨飽和度沉淀的抑菌物質(zhì)粗提物經(jīng)胰蛋白酶、蛋白酶 K 和蛋白酶 E處理后,對(duì)辣椒疫病菌幾乎無抑制作用,由此說明,經(jīng)50%硫酸銨飽和度沉淀提取的抑菌物質(zhì)為蛋白類物質(zhì)。
黃柄曲霉ASD菌株是從土壤中分離得到的,該菌對(duì)辣椒疫病具有較好的防治效果。本試驗(yàn)結(jié)果表明黃柄曲霉ASD菌株對(duì)多種植物病原真菌有不同程度的抑制作用,特別對(duì)辣椒疫病菌、番茄晚疫病菌有較強(qiáng)的抑制作用,采用硫酸銨分級(jí)沉淀的方法可得到黃柄曲霉ASD菌株的抑菌物質(zhì)粗提物,50%硫酸銨飽和度沉淀出的抑菌物質(zhì)粗提物對(duì)辣椒疫病菌的抑制活性最強(qiáng),抑菌效果達(dá)到80.78%,并確定其為蛋白類物質(zhì)。
黃柄曲霉是一種分布廣泛的土壤真菌,在防治植物病害方面報(bào)道較少。該菌在代謝過程中能夠產(chǎn)生細(xì)胞壁水解酶,抑制一些病原真菌生長(郭雷 等,2013)。蔣亭等(2002)從黃柄曲霉中分離得到7種化合物,大部分有抑菌活性;李淑彬等(2001)從海底沉積物中分離得到的黃柄曲霉可產(chǎn)生一種廣譜抗真菌抗生素179M。本試驗(yàn)通過對(duì)ASD菌株抑菌物質(zhì)的初步研究,明確了其具有潛在的植物病害生物防治價(jià)值。
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