蔣佳男,張 朔,孫秀貞,馬賀淼,王紅娟,劉麗娟*
(1.通化師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院,通化 134002;2.東北師范大學(xué)東安實驗學(xué)校,長春 130022)
人 參(Panax ginseng C.A.Meyer)[1]主 要 在 長 白 山區(qū)栽培,是我國人參主產(chǎn)區(qū),產(chǎn)量占全國的85%,占世界的52%[2]。人參含有如人參皂甙、多糖類等多種生物活性成分,在抗腫瘤、免疫學(xué)、營養(yǎng)學(xué)等領(lǐng)域都有研究和一定功效。人參品質(zhì)和產(chǎn)量受限于人參的土傳病害[3],即土壤中的病原菌會侵害作物的根部、莖部致病。人參的土傳病害包括根腐病、灰霉病、立枯病、枯萎病、猝倒病等[4]。人參枯萎病是由鐮孢菌(Fusarium sp.)引起的,會使莖葉患有病斑,最終導(dǎo)致人參倒伏死亡[5]。人參立枯病的病原菌大多是立枯絲核菌(Rhizoctonia solani)[6],受侵染的位置產(chǎn)生病斑,向周圍擴(kuò)散,最終全株會枯萎死亡。人參根腐病是由腐皮鐮刀菌(Fusarium solani)引 起 的[7],它 可 產(chǎn) 生 大 量 的 孢 子 進(jìn) 行擴(kuò)散和增殖,導(dǎo)致人參根部產(chǎn)生病變,無法正常吸收土壤中的養(yǎng)分,最終人參根潰爛死亡。
利用微生物進(jìn)行防治病害為生物防治,是綠色、無公害的有效手段[8],化學(xué)防治雖然效果顯著,作用迅速,短期內(nèi)可以使病害得到有效控制[9],但對環(huán)境和土壤的危害往往是不可逆的。本研究旨在篩選對人參土傳病害有抑菌效果的人參根際細(xì)菌,為生產(chǎn)菌劑提供參考依據(jù)。
2020年7月,采用常規(guī)方法從通化縣石湖鄉(xiāng)闊葉林下人參基地收集種植年限分別為2、5、8、11和15年的人參根際土壤樣品,以及未種植人參區(qū)域的土壤,實驗室4℃冷藏,編號備用。采用PDA培養(yǎng)基培養(yǎng)真菌,牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌。
人 參 枯 萎 ?。‵usarium sp.)、人 參 立 枯 ?。≧hizoctonia solani)、人 參 根 腐 ?。‵usarium solani)三 種 病 原菌均由通化師范學(xué)院微生物實驗室提供。
采用梯度稀釋法分離人參根際土壤中的微生物菌株[10],平板對峙法篩選具有拮抗效果的根際細(xì)菌。先將三種病原菌在PDA培養(yǎng)基中進(jìn)行活化[11],然后,制成菌餅,菌落面朝下,接種到PDA培養(yǎng)基中心位置,用接種環(huán)將根際細(xì)菌接種到距離培養(yǎng)皿邊緣23mm處,以不接種任何細(xì)菌作為空白對照。每個處理做3次重復(fù),在30℃下培養(yǎng)4~7d后,觀察是否存在抑菌圈[12],并測定抑菌直徑。數(shù)據(jù)用Excel2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
從闊葉林下未種植人參土壤和不同種植年限的人參根際土壤中分離出37株細(xì)菌,詳見表1。
表1 人參根際土壤中分離細(xì)菌數(shù)及編號
通過實驗初步篩選出對人參枯萎病有拮抗效果的細(xì)菌8株,人參立枯病有拮抗效果的細(xì)菌9株,人參根腐病有拮抗效果的細(xì)菌10株。
2.2.1生防細(xì)菌對人參枯萎病的拮抗效果
從人參根際土壤中分離出的37株細(xì)菌中對人參枯萎病菌有抑制作用的有8株,沒有抑制效果的有29株。根據(jù)平板對峙實驗,測出每株抑菌細(xì)菌對人參枯萎病病原菌的抑菌圈直徑[13],將三次重復(fù)的實驗數(shù)據(jù)錄入Excel中,用DPS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析,結(jié)果見表2。
表2 不同抑菌細(xì)菌對人參枯萎病防治效果測定
分析結(jié)果表明只有11-7的抑制直徑均與對照比達(dá)到差異極顯著水平,5-2、11-6、11-7的抑制直徑均與對照比達(dá)到差異顯著水平。而各處理間,在0.01水平無差異,在0.05水平,細(xì)菌11-7與11-1、15-5、15-6之 間 存 在 顯 著 差 異,而 與5-2、11-4、11-5、11-6之間差異不顯著。細(xì)菌5-2、11-6、11-7可考慮繼續(xù)研究其在田間的抑菌效果。
2.2.2生防細(xì)菌對人參立枯病的拮抗效果
從人參土壤根際分離出37株細(xì)菌中對人參立枯病菌有抑制作用的有9株,沒有抑制效果的有28株。統(tǒng)計分析結(jié)果見表3。
表3 不同抑菌細(xì)菌對人參立枯病防治效果測定
從表3分析結(jié)果可,與CK比,在0.01水平15-6、11-1兩個細(xì)菌菌株存在極顯著差異,在0.05水平,有15-6、11-1、15-5三個細(xì)菌菌株的抑菌直徑存在極顯著差異。其他均與CK間不存在差異顯著性。各處理間,11-1、15-5、15-6三個細(xì)菌菌株的抑菌直徑之間不存在差異顯著性,15-6與其他細(xì)菌的抑菌直徑間 存 在 顯 著 性 差 異,5-2、11-1、11-3、11-4、11-7、15-5間差異不顯著,但與0-3、15-4間顯著。15-6、11-4和15-5細(xì)菌防效最好,可以進(jìn)一步進(jìn)行防效測定。
2.2.3生防細(xì)菌對人參根腐病的拮抗效果
表4結(jié)果表明,11-7細(xì)菌對人參枯萎病有一定抑制作用,但作用不明顯,這10組細(xì)菌對病原菌有抑制作用與對照相比均不存在差異顯著性。
表4 不同抑菌細(xì)菌對人參根腐病防治效果測定
本實驗從闊葉林下未種植人參和種植2、5、8、11和15年的人參根際土壤中共計分離出37株細(xì)菌。從中篩選出對人參枯萎病有抑制效果的細(xì)菌8株,5-2、11-6、11-7的菌株抑菌效果最顯著。9株對人參立枯病有抑制效果,與CK比,在0.01水平15-6、11-1兩個細(xì)菌菌株的抑菌直徑存在極顯著差異,在0.05水平,有11-1、15-6、15-5三個細(xì)菌菌株的存在極顯著差異。9株對人參根腐病有一定的抑制作用,但均不顯著,11-7菌株的抑菌直徑最大。
其 中,細(xì) 菌5-2、11-1、11-7、15-5、15-6菌 株 可作為優(yōu)良抑菌細(xì)菌培養(yǎng)、擴(kuò)繁,進(jìn)一步研究其在田間的抑菌效果。對人參其他病害致病菌的抑制作用有待進(jìn)一步探究。
利用微生物來防治植物病害對環(huán)境及人類的影響較小,體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的理念[14],有廣闊的發(fā)展前景,將生物菌劑投入生產(chǎn)和普及還要提高人們的環(huán)保意識,適于田間的抑菌菌劑的使用,將會帶來長遠(yuǎn)的利益和持續(xù)的生態(tài)效益。