朱志炎,陳明花,陳 強,田志宏,李建雄
(1. 長江大學 生命科學學院,湖北 荊州 434025;2. 中國科學院 華南植物園,廣東 廣州 510650)
水稻(Oryza sativaL.)是世界主要糧食作物之一[1-2]。水稻生長期間,植株可能受到稻瘟病菌、紋枯病菌、鐮刀菌和水稻白葉枯病菌等各種病原菌的侵染。紋枯病是由立枯絲核菌(Rhizoctonia solani)引起的水稻三大病害之一,該病可使水稻產量損失10%~30%,嚴重時高達50%[3-5]。防治水稻紋枯病對保證和提高水稻生產效益具有至關重要的作用。
化學藥劑已被廣泛用于許多植物病害的防治,但由于水稻紋枯病的土傳性質,它們在防治水稻紋枯病方面的效果較差。此外,考慮到環(huán)境污染和對人體健康的危害,也不推薦使用化學品和殺菌劑。使用抗病品種通常被認為是防控水稻紋枯病的唯一有效手段[6],受限于育種技術和手段,目前尚無有效的抗紋枯病水稻品種可供選擇,僅有Jamine 85、Tetep、特青、明恢63、LSBR 5、LSBR 33 和Pecos 等幾個基因型對紋枯病表現出良好的抗性[7]??紤]到生產上水稻紋枯病防治的迫切需要,利用細菌或真菌等自然產生的拮抗劑進行生物防治以降低發(fā)病率和病害嚴重度,是一種有吸引力的、環(huán)境友好的方法[8-9]。前人利用多種微生物對水稻紋枯病進行了生物防治試驗。NAEIMI 等[8]報道了哈茨木霉對立枯絲核菌有拮抗作用,對水稻紋枯病的防治率為60%;ZHOU 等[9]研究表明,異形胞固氮藍藻可產生生物活性物質抑制水稻紋枯病菌,分泌植物激素促進植物生長,誘導植物抗病,并改善土壤養(yǎng)分含量。雖然生物防治的優(yōu)勢很多,但防治效果差異很大,這可能主要是由于生物防治所使用的微生物不同所致。
鏈霉菌是生存在土壤中的革蘭氏陽性絲狀細菌[10],其絲狀形態(tài)與產孢特性使其能夠在不利的環(huán)境條件下生存。鏈霉菌通過不同的代謝過程產生各種裂解酶,這些酶可以降解不溶性有機聚合物,如甲殼素和纖維素[11];此外,鏈霉菌還可產生多種抗生素[12]等次生代謝物,在農業(yè)上可用于防治黃瓜霜霉病、草莓白粉病和灰霉病等多種真菌病害;而且,與其他化學農藥相比,鏈霉菌代謝物具有高效低毒的特點[13]。鏈霉菌Sm4-1986 是中國科學院華南植物園植物病理研究組前期研究過程中獲得的1株植物根際細菌,具有廣譜抑菌特性[14],但其對水稻紋枯病的防治效果尚不清楚。為進一步拓展水稻紋枯病的生防菌資源,測定了鏈霉菌Sm4-1986 對水稻紋枯病的防效、其代謝物對水稻紋枯病病原菌的抑制效果及對水稻的促生作用,為水稻紋枯病生防菌的基礎研究和開發(fā)應用提供科學依據。
鏈霉菌Sm4-1986(Streptomyces morookaensis)[15]由中國科學院華南植物園植物病理研究組提供,立枯絲核菌(Rhizoctonia solani)由長江大學農學院惠贈,供試水稻品種為中花11。
將鏈霉菌Sm4-1986 從保藏菌種中接種至馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養(yǎng)基上,28 ℃黑暗條件下培養(yǎng)7 d 進行菌種活化。用直徑5 mm 的打孔器在鏈霉菌Sm4-1986 生長的PDA 培養(yǎng)基上取20 塊帶有菌絲的瓊脂塊,將瓊脂塊分別接種至20 個含有400 mL 馬鈴薯葡萄糖液體(PDB)培養(yǎng)基的1 L 錐形瓶中,在恒溫振動搖床上200 r/min、28 ℃黑暗條件下培養(yǎng)7 d,收集鏈霉菌Sm4-1986 發(fā)酵液,保存于4 ℃冰箱內待用。
在PDA 培養(yǎng)基上用共培養(yǎng)技術測定鏈霉菌Sm4-1986 對立枯絲核菌的拮抗作用。取PDA 培養(yǎng)基上生長活躍的鏈霉菌Sm4-1986 菌絲塊(直徑5 mm),放入含有PDA 培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿(直徑90 mm)內四點上(四點呈正方形),28 ℃培養(yǎng)4 d后,取生長狀態(tài)活躍的立枯絲核菌菌絲塊放置在培養(yǎng)皿四點中間,28 ℃培養(yǎng),記錄5 d 后鏈霉菌Sm4-1986 對立枯絲核菌菌絲生長的抑制情況[16]。用單獨在培養(yǎng)皿中生長的立枯絲核菌作為對照1。
將鏈霉菌Sm4-1986 接種到PDB 培養(yǎng)液中,28 ℃、200 r/min 黑暗條件下培養(yǎng)7 d。在雙室塑料無菌培養(yǎng)皿兩側倒入PDA 培養(yǎng)基,將在PDB 培養(yǎng)液中發(fā)酵培養(yǎng)7 d 的鏈霉菌Sm4-1986 接種于雙室培養(yǎng)皿的一側,在28 ℃黑暗培養(yǎng)箱中培養(yǎng);48 h 后取培養(yǎng)7 d 的水稻立枯絲核菌菌絲邊緣的瓊脂塊(直徑5 mm)接種于雙室培養(yǎng)皿另一側。以無菌水代替鏈霉菌Sm4-1986 培養(yǎng)作為對照2。雙室培養(yǎng)皿在28 ℃黑暗條件下培養(yǎng)48 h。用數碼相機記錄菌絲體圖像,對立枯絲核菌直徑進行測量,重復3次[17]。
1.3.1 離體葉片防效試驗 將水稻品種中花11 在溫室內種植1 個月,從主分蘗上取倒二葉葉片切成8 cm 長的小葉片,放入培養(yǎng)皿(直徑9 cm)內濕濾紙上保濕。每個處理使用3 個小葉片作為一個重復,每處理3 個重復。用圓形切割器從PDA 平板上將含有立枯絲核菌的PDA 培養(yǎng)基(直徑5 mm)切下,放在每片葉的背面,25 ℃連續(xù)光照培養(yǎng)72 h,濾紙用無菌水保持濕潤。取10 mL 培養(yǎng)7 d 的鏈霉菌Sm4-1986 發(fā)酵液噴施于葉片表面,對照(CK)用相同體積的無菌水噴施。每隔24 h,測量每個葉片上的病斑長度,并對每片葉的病害嚴重度進行0~9 級的目測評級:0 級表示無病斑,9 級表示病斑覆蓋90%~100%的葉面,1~8 級分別代表病葉面積10%~80%[18]。
1.3.2 無菌苗防效試驗 在生根培養(yǎng)基上培養(yǎng)水稻種子,發(fā)芽后轉移到含有1/2 MS 培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶中,每瓶3 株,呈直線排列。將直徑5 mm 立枯絲核菌菌絲塊放在水稻幼苗一側距離水稻幼苗2 cm 處生長以接種每株植株。培養(yǎng)基接種立枯絲核菌菌絲塊前2 d,在培養(yǎng)基上水稻幼苗另一側距離水稻幼苗2 cm 處接種直徑5 mm 的鏈霉菌Sm4-1986 菌絲塊,鏈霉菌菌絲塊與立枯絲核菌菌絲塊在一條直徑上,兩者相距4 cm。對照為在培養(yǎng)基上水稻幼苗另一側距離水稻幼苗2 cm 處接種空白PDA 培養(yǎng)基瓊脂塊。培養(yǎng)條件為(25±2)℃、光照12 h,培養(yǎng)5 d后記錄每株水稻的病害嚴重度,統(tǒng)計無菌苗發(fā)病率、平均病級、病情指數及防治效果[19]。病害分級標準為,0 級:健康無病害;1 級:病斑面積為葉鞘面積的0~25%;3 級:病斑面積為葉鞘面積的25%~50%;5 級:病斑面積為葉鞘面積的50%~75%;7 級:病斑面積為葉鞘面積的75%以上,頂部葉片受到嚴重侵染;9級:病斑到達植株頂部,所有葉片被嚴重侵染,有些植株枯死。水稻植株發(fā)病率、病情指數和防治效果計算公式[20]如下:
水稻植株發(fā)病率=發(fā)病總株數/接種總株數×100%,
病情指數=∑(各級發(fā)病株數×病級值)/(總株數×最高病級值)×100,
防治效果=(對照病情指數-處理病情指數)/對照病情指數×100%。
1.3.3 盆栽防效試驗 選取新鮮、粗細均勻的水稻秸稈,剪成6 cm 的小段放至三角瓶中,高壓滅菌后接種新鮮的水稻紋枯病菌菌絲塊,28 ℃光照培養(yǎng)至水稻秸稈表面長滿水稻紋枯病菌備用。盆栽水稻生長至第50 天,取培養(yǎng)7 d 的20 mL 鏈霉菌Sm4-1986 發(fā)酵液均勻噴施到水稻植株上,以無菌水處理為對照,每個處理3 個重復。室溫下水稻表面晾干后,在每簇水稻植株基部接種1 根長有紋枯病菌的稻稈,用半透明塑料袋罩住盆栽水稻的底部,留出中上部,28 ℃培養(yǎng)5 d,記錄每株水稻的病害嚴重度,計算水稻植株發(fā)病率、病情指數和防治效果。
1.3.4 大田防效試驗 水稻幼苗于2020 年8 月移栽至中國科學院華南植物園水稻基地。水稻每個區(qū)塊中每行種植10 株水稻,共種植10 行,生長至分蘗期進行處理。對照:水稻莖稈上接種立枯絲核菌;處理:水稻莖稈上接種立枯絲核菌后噴施20 mL/株鏈霉菌Sm4-1986 發(fā)酵液。對照與處理各重復3 次。處理后5 d,記錄每株水稻病害嚴重度,計算水稻發(fā)病率、病情指數和防病效果。
水稻種子發(fā)芽后,移至含有250 mL 1/2 MS營養(yǎng)液的水培盆(10 cm×18 cm×3.5 cm)中繼續(xù)生長,每盆種植60 株水稻幼苗,設置4 個處理,其中CK 為噴施40 mL 無菌水,Sm 處理為噴施20 mL 無菌水后再噴施20 mL 鏈霉菌Sm4-1986 發(fā)酵液,Rs 處理為接種20 mL 立枯絲核菌菌液后再噴施20 mL 無菌水,SmRs 處理為接種20 mL 立枯絲核菌菌液后噴施20 mL 鏈霉菌Sm4-1986 發(fā)酵液。每個處理重復3次。水培15 d,各處理取0.2 g 水稻葉片置于預冷研缽中,加入2 mL 50 mmol/L PBS [含1%聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和0.2 mmol/L 乙二胺四乙酸(EDTA),pH 值7.8],研磨至漿糊狀,在4 ℃、1 200 r/min 條件下離心30 min,取上清液用于葉片酶活性分析。使用紫外分光光度計測量波長560、470、240 nm 處吸光度,參考文獻[21]計算超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性,丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸比色法測定[22]。
前期研究表明,從鏈霉菌Sm4-1986 PDB 發(fā)酵液中共分離得到13 種化合物[23]。采用菌絲延伸試驗定性驗證單一化合物對立枯絲核菌菌絲的影響,具體操作步驟如下:在PDA 培養(yǎng)基中接種少量立枯絲核菌,培養(yǎng)7 d直至產生較多菌絲,用直徑為5 mm的打孔器,在PDA 培養(yǎng)基上取立枯絲核菌菌絲邊緣的瓊脂塊,備用;裁剪若干邊長1.5 cm 的正方形濾紙片,滅菌;將濾紙片用不同化合物處理后置于PDA 平板上,由于甲醇為13 種化合物的溶劑,故采用甲醇處理的濾紙片作為對照,做好標記,隨后分別在各濾紙片上放入一塊準備好的立枯絲核菌瓊脂塊,28 ℃培養(yǎng)5 d,觀察不同濾紙片上菌絲生長的狀態(tài)并拍照[15]。
采用體外菌絲生長抑制試驗測定鏈霉菌Sm4-1986 分離化合物6-PP 對立枯絲核菌菌絲生長的影響。用打孔器在PDA 平板上打取培養(yǎng)5 d的立枯絲核菌菌絲邊緣直徑5 mm 的瓊脂塊,放入含不同質量濃度[0(CK)、0.05、0.10、0.15、0.20 mg/mL]6-PP的PDA 培養(yǎng)基(培養(yǎng)皿直徑9 cm)中。28 ℃培養(yǎng)5 d后測量立枯絲核菌菌落直徑。菌絲生長表示為培養(yǎng)皿中真菌菌落(菌絲體)直徑減去瓊脂塊直徑(5 mm)。抑制率[24]按下式計算:抑制率=(dc-dt)/dc×100%。式中,dc為CK 菌落直徑,dt為6-PP 處理菌落直徑。
濃度依賴曲線是抑制率(Y軸)相對于測試樣品質量濃度的lg 值(X軸)。IC50和IC90值分別定義為菌絲生長抑制率為50%和90%所需的質量濃度,表示6-PP 抗立枯絲核菌的活性,并用此方法對其進行進一步的評價。每項測量包括至少3個重復。
用斑點平板法測定6-PP 對立枯絲核菌的最低殺菌濃度(MFC)。運用96 孔板進行最低抑菌濃度(MIC)測定試驗:用直徑5 mm 的打孔器在培養(yǎng)5 d的立枯絲核菌菌絲邊緣取菌絲塊,將菌絲塊分別放入含有100 μL 不同質量濃度(0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.2 mg/mL)6-PP 溶 液 的96 孔 板 中,每 孔 加 入5 mg/mL TTC溶液5 μL,28 ℃黑暗培養(yǎng)4 h進行顯色反應,記錄培養(yǎng)前后顏色變化,將不顯色的6-PP 最低質量濃度確定為MIC。處理后將經不同質量濃度6-PP 處理的菌絲塊放到PDA 平板上,28 ℃培養(yǎng)3 d,將PDA 平板上未觀察到菌絲生長的質量濃度作為MFC[24]。
將6-PP在乙醇中溶解。為了研究6-PP對水稻生長的影響,在1/2 MS 培養(yǎng)基中添加不同劑量[0(CK)、0.125、0.5、50、200 μmol/L]6-PP 乙醇溶液,其中CK 加入的乙醇體積與6-PP 最高濃度處理加入的乙醇體積相等,3 次重復[25]。將水稻種子用95%乙醇表面消毒5 min,20%漂白劑表面消毒7 min,蒸餾水洗滌5 次后,放置在含有不同劑量6-PP的1/2 MS培養(yǎng)基平板上萌發(fā)和生長,每個平板播種18粒,平板以與水平平面65°的角度傾斜放置,使根沿著瓊脂表面生長,并使下胚軸的地上生長暢通無阻,于植物生長室[光周期為16 h∶8 h(光∶暗)、光照強度為300 μmol/(m2·s)、溫度為22 ℃][25]培養(yǎng)10 d,取幼苗從根與莖的連接處切開分為莖葉和根兩部分,分別測定莖葉和根的鮮質量以及株高、根長、側根數,并計算單株總質量。
采用Excel 2007 進行數據處理和制圖,利用SPSS 13.0進行數據統(tǒng)計分析。
鏈霉菌Sm4-1986 與立枯絲核菌在PDA 培養(yǎng)基上共同生長5 d 后,鏈霉菌Sm4-1986 抑制了立枯絲核菌菌絲的生長,該共培養(yǎng)條件下,立枯絲核菌菌絲抑制率達67.31%(圖1a、b)。為了研究鏈霉菌Sm4-1986揮發(fā)性有機化合物(VOCs)對立枯絲核菌生長的影響,運用共培養(yǎng)系統(tǒng),將2種微生物分別接種在雙室培養(yǎng)皿的兩側,共培養(yǎng)48 h 后測定立枯絲核菌的菌絲直徑(圖1c、d),在這種共培養(yǎng)條件下,立枯絲核菌菌絲生長抑制率達88.46%。
2.2.1 離體葉片防效試驗 結果(表1)表明,噴施鏈霉菌Sm4-1986 發(fā)酵液對水稻紋枯病有顯著防效(P<0.05)。噴施后3 d,對照(CK)水稻紋枯病嚴重度為3級,而鏈霉菌Sm4-1986發(fā)酵液處理的水稻葉片病害等級為0級;噴施后第5天,對照(CK)水稻葉片病害嚴重度為8 級,葉片黃化、潰爛,而噴施鏈霉菌Sm4-1986 發(fā)酵液的水稻葉片病害嚴重度只有1級,病害嚴重度下降87.50%。
表1 鏈霉菌Sm4-1986發(fā)酵液對水稻紋枯病菌侵染的影響Tab.1 Effect of Streptomyces Sm4-1986 fermentation broth on rice leaves infected by R.solani in vitro
2.2.2 無菌苗防效試驗 結果(表2)顯示,接種立枯絲核菌5 d 后,水稻植株紋枯病發(fā)病率達100%,發(fā)病嚴重,病害嚴重度達到5.66 級,病情指數達到62.95,菌絲布滿整個培養(yǎng)基表面,并且擴展到葉部,引起葉部病斑。接種鏈霉菌Sm4-1986 的培養(yǎng)基表面基本無立枯絲核菌菌絲生長,水稻幼苗生長正常,未受到立枯絲核菌的影響而發(fā)?。▓D2)。鏈霉菌Sm4-1986 在無菌苗生長中對水稻紋枯病的防治效果達100%。
2.2.3 溫室盆栽防效試驗 由表2 可見,接種立枯絲核菌5 d 后,CK 水稻植株發(fā)病率達81.25%,發(fā)病嚴重,病害嚴重度達到2.31 級,病情指數達到25.69,在葉鞘部接種水稻紋枯病菌的附近區(qū)域,形成長1~2 cm 的不規(guī)則水漬狀病斑,菌絲擴展到葉部,并引起葉部病斑;經鏈霉菌Sm4-1986 發(fā)酵液噴施處理的水稻長勢良好,病害嚴重程度低于CK(圖2),發(fā)病率為62.50%,病害嚴重度僅為0.63,病情指數為6.94,與CK 差異顯著(P<0.05),對水稻紋枯病菌的防治效果為72.98%。
表2 鏈霉菌Sm4-1986對水稻紋枯病的防治效果Tab.2 Control effect of Streptomyces Sm4-1986 on rice sheath blight
2.2.4 大田防效試驗 由表2 可見,水稻植株接種立枯絲核菌5 d 后,CK 發(fā)病率為82.35%,病情指數達37.91,病害嚴重度3.41,在葉鞘接種部位形成不規(guī)則水漬狀病斑(圖2);經鏈霉菌Sm4-1986 發(fā)酵液噴施處理的水稻植株病害嚴重度低于CK,發(fā)病率為76.47%,病害嚴重度為1.45,病情指數為15.03,與CK 均差異顯著(P<0.05),對水稻紋枯病菌的防治效果為60.35%。
Rs 處理水稻葉片SOD、CAT 活性與MDA 含量上升,分別較CK 顯著提升82.82%、164.33% 與189.12%(P<0.05),而POD 活性無顯著變化(圖3);Sm 處理水稻葉片CAT、SOD、POD 活性以及MDA 含量與對照無顯著差異;SmRs 處理水稻葉片CAT、SOD、POD 活性與CK 沒有顯著差異,而MDA 含量較CK顯著提高50.15%,較Rs處理顯著降低48.06%。
從鏈霉菌Sm4-1986 PDB 發(fā)酵液中共分離得到13 種化合物,分別為6-甲氧基-3,4,5,7-甲基脂-3,8-烷(6-methoxy-3,4,5,7-tetramethylisochromane-3,8-doil)、3,4,5,7-三甲基烷-3,6,8-三醇(3,4,5,7-trtramethylisochromane-3,6,8-triol)、鏈霉戊二酰亞胺衍生物(Streptimidone derivative)、橘霉素H2(Citrinin H2)、3-(3′,5′-二羥基-2′4′-甲苯基)丁酮[3-(3′,5′-dihydroxy-2′4′-methylphenyl)butan-2-one]、酚類化合物A(Phenol A)、菌核素C(Sclerotinin C)、橘霉素H1(1-epi-citrinin H1)、橘霉素A(Xerucitrinin A)、二萜化合物(Harziandione)、聚酮(Polyketide)、6-PP、2,4-二羥基-3,5,6-三甲苯(2,4-dihydroxy-3,5,6-trimethylbenzene)[23]。單一化合物對立枯絲核菌菌絲的抑制效果(圖4)表明,6-PP 對立枯絲核菌菌絲的生長具有強烈的抑制作用。
體外試驗表明,6-PP 對立枯絲核菌有抑菌作用,MIC 為0.6 mg/mL(圖5A),MFC 為0.6 mg/mL(圖5B)。在PDA 平板上檢測不同質量濃度6-PP 對立枯絲核菌菌絲生長的影響。結果表明,在測試范圍內,6-PP以劑量依賴的方式抑制立枯絲核菌的生長(圖5C)。經5 d 培養(yǎng),6-PP 抑制立枯絲核菌菌絲生 長 的IC50值 為0.007 3 mg/mL,IC90值 為0.11 mg/mL。抑菌效果測定表明,6-PP 對立枯絲核菌菌絲生長的抑制作用呈劑量依賴性。
由圖6 可見,水稻在添加0.125、0.5 μmol/L 6-PP的培養(yǎng)基平板中生長10 d后,根長、株高、莖葉鮮質量、根鮮質量、單株總質量、側根數較CK 均明顯增加,以含0.5 μmol/L 6-PP 的培養(yǎng)基平板上水稻幼苗生長最好,分別較CK 提高81.08%、69.71%、19.42%、95.02%、44.18%、123.37%;50 μmol/L 6-PP處理除根長與側根數較CK顯著提高外,其他性狀無顯著差異;200 μmol/L 6-PP處理不僅沒有增加水稻生物量的積累,反而對水稻生長表現出抑制作用。
水稻紋枯病是由立枯絲核菌引起的重要病害,而鏈霉菌是一類有效的農用抗生素來源菌,篩選新型有效的抗立枯絲核菌鏈霉菌及其天然化合物對防治水稻紋枯病具有重要意義[26]。本研究以前期獲得的具有廣譜抑菌特性的鏈霉菌Sm4-1986 為研究對象,測定其代謝物與揮發(fā)物對立枯絲核菌的拮抗作用及對水稻紋枯病的防效,結果顯示,鏈霉菌Sm4-1986 的代謝物與揮發(fā)物對立枯絲核菌生長均具有抑制作用,共培養(yǎng)條件下抑制率分別為67.31%與88.46%,本試驗中揮發(fā)物抑制率更高是由于采用涂布的方法接種鏈霉菌Sm4-1986,培養(yǎng)皿中鏈霉菌Sm4-1986 揮發(fā)物量較大,故抑制率較高;在無菌苗試驗、溫室試驗及大田試驗條件下,鏈霉菌Sm4-1986 對水稻紋枯病均具有良好防治效果,接種病原菌5 d,防效分別達100%、72.98%、60.35%。進一步對鏈霉菌Sm4-1986 代謝物中天然化合物進行篩選,得到拮抗立枯絲核菌的天然化合物6-PP。試驗結果表明,6-PP 不僅對立枯絲核菌具有抑制效果,而且在低濃度下對水稻幼苗具有促生作用,與GARNICA-VERGARA 等[25]在擬南芥中的研究結果相似。
在植物抗病反應中,一些防御酶起著重要的調控作用,生物酶活性變化一定程度上反映寄主與病原的互作關系,通常植物通過提高相關防御酶活性阻擋病原菌的侵染,從而提升自身的抗病性[27]。本研究結果顯示,水稻幼苗接種立枯絲核菌后,葉片中SOD、CAT 活性升高,MDA 含量增加,而水稻幼苗接種立枯絲核菌后噴施鏈霉菌Sm4-1986 發(fā)酵液,葉片SOD、CAT 活性與CK 差異不顯著,MDA 含量較CK 增加但較Rs 處理降低。以上結果表明,鏈霉菌Sm4-1986 可以降低立枯絲核菌侵染水稻引起的葉片MDA 含量升高。結合鏈霉菌Sm4-1986 在PDA培養(yǎng)基上抑制立枯絲核菌菌絲生長以及離體葉片試驗結果可以發(fā)現,鏈霉菌Sm4-1986 通過代謝物直接抑制立枯絲核菌在葉片上的繁殖,從而阻止立枯絲核菌對于水稻葉片的侵染,其對水稻紋枯病的防效及對立枯絲核菌侵染引起的MDA 含量升高的降低作用與ANAND 等[28]利用鏈霉菌S-9 防治樹豆枯萎病的研究結果一致。
自發(fā)現鏈霉菌屬以來,研究人員從該屬菌株中分離得到多種天然化合物[29],該類菌最初被作為抗生素產生菌株進行分離,分離得到的菌株及其代謝產物具有優(yōu)良的抑菌活性[30]。PARK 等[31]從韓國成奐湖(Sung hwan)湖泥土中分離得到Streptomyces roseoflavusLS-A24,從該菌發(fā)酵液中獲得的星形孢菌素(Staurosporine)對辣椒疫病具有抑制活性。YANG 等[32]利用湖北一農田分離菌株Streptomycesmicroflavus neau 3Y-3 獲得的2 個尼莫克?。∟emadectin)類新抗生素具有較強的殺螨、殺線蟲作用。ARASU 等[33]從印度孟加拉灣海洋沉積物中分離得到Streptomycessp.AP-123 菌株,該菌株產生的新型聚酮類化合物具有較強的廣譜抗細菌、抗真菌活性及細胞毒性,殺菌活性接近紅霉素。本研究從鏈霉菌Sm4-1986 代謝物中篩選得到拮抗立枯絲核菌的天然化合物6-PP,前人對于6-PP 的生物防治功能研究主要集中在小麥黃萎病、扁豆枯萎病以及松木真菌病害[34-36],對水稻紋枯病防治研究相對較少。本研究發(fā)現,6-PP不僅對立枯絲核菌具有良好的拮抗作用,還可以促進水稻幼苗的生長。植物病害防治過程中,對植物具有促進作用且可以防治植物病害的天然化合物具有良好的應用前景[37]。在今后工作中,如何促進鏈霉菌Sm4-1986 產生6-PP值得進一步研究。