生物技术通报 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (10): 25-31.doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0092
收稿日期:
2020-02-01
出版日期:
2020-10-26
发布日期:
2020-11-02
作者简介:
张鸿雁,女,博士,教授,研究方向:资源与环境微生物;E-mail: 基金资助:
ZHANG Hong-yan1(), GAO qing2, ZHANG Lin-yuan2, LIN Guo-li1, LI Ru-lian1
Received:
2020-02-01
Published:
2020-10-26
Online:
2020-11-02
摘要:
为筛选对大豆疫病有拮抗作用的菌株,以疫病病原菌大豆疫霉Phytophthora sojae为供试病原菌,以大豆根际微生物为材料,采用琼脂块法和生长速率法进行拮抗菌分离,获得了对病原菌有明显拮抗效果的放线菌XS1-5。经形态学指标、理化指标和分子生物学指标鉴定为白孢链霉菌(Streptomyces albosporeus)。利用不同浓度拮抗菌XS1-5孢子进行大豆种子包衣试验,结果表明,拮抗菌XS1-5促进大豆生长,提高叶片叶绿素含量、根系活力,增加叶片和根系保护性酶活性。XS1-5孢子浓度为1.0×108 CFU/g包衣后,大豆株高、根长、地上鲜重和地下鲜重分别增加19.92%、28.26%、87.40%和34.51%,叶绿素a(Ca)含量(7.53 mg/L)比对照增加50.6%,根系活力(685.41 μg/g·h)为对照的2.4倍。同时大豆叶片CAT、SOD和POD活力分别增加158.86%、459.71%和135.45%。本研究筛选的拮抗菌XS1-5对大豆有一定的促生抗病作用。
张鸿雁, 高擎, 张琳园, 林国莉, 李如莲. 大豆疫病拮抗菌的筛选及促生抗病作用研究[J]. 生物技术通报, 2020, 36(10): 25-31.
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菌株编号 | D/mm | T | 孢子丰富 |
---|---|---|---|
XS1-5 | 20.5±3.4a | +++ | +++ |
GF1 | 15.2±3.1a | +++ | +++ |
GT26 | 7.5±2.6c | +++ | + |
YU41 | 9.3±2.9bc | +++ | +++ |
YU54 | 10.6±3.6bc | +++ | +++ |
GF20 | 8.9±2.8c | +++ | +++ |
X9 | 15.7±4.1a | +++ | ++ |
表1 拮抗放线菌对大豆疫霉的皿内拮抗作用
菌株编号 | D/mm | T | 孢子丰富 |
---|---|---|---|
XS1-5 | 20.5±3.4a | +++ | +++ |
GF1 | 15.2±3.1a | +++ | +++ |
GT26 | 7.5±2.6c | +++ | + |
YU41 | 9.3±2.9bc | +++ | +++ |
YU54 | 10.6±3.6bc | +++ | +++ |
GF20 | 8.9±2.8c | +++ | +++ |
X9 | 15.7±4.1a | +++ | ++ |
菌株 | 稀释度 | 48 h | 72 h | 96 h | 120 h | 144 h | 168 h |
---|---|---|---|---|---|---|---|
XS1-5 | 1:1 | 15.2±3.7b | 57.3±9.9a | 76.6±6.7a | 86.6±6.0a | 90.9±8.0a | 89.4±4.8a |
1:10 | 12.5±2.5c | 35.5±1.2bc | 51.5±7.7b | 69.7±9.1b | 77.9±5.9b | 72.3±9.2b | |
1:100 | 12.4±0.5c | 33.7±2.4c | 42.4±3.3c | 54.1±6.2cd | 67.5±6.8c | 40.1±9.1f | |
GF1 | 1:1 | 20.9±6.2a | 39.4±9.9b | 42.8±6.2c | 59.6±8.4c | 69.2±9.2c | 67.0±8.0c |
1:10 | 26.4±0.9a | 36.1±2.3bc | 43.1±6.7c | 50.8±9.0e | 56.5±6.5d | 53.1±5.3d | |
1:100 | 20.5±1.0a | 25.3±3.4d | 28.1±4.6e | 35.2±8.3g | 50.9±5.5e | 42.7±6.1e | |
X9 | 1:1 | 13.8±0.1c | 25.4±0.2d | 49.1±2.0b | 69.4±5.1b | 57.5±4.9d | 45.8±3.0e |
1:10 | 23.2±2.2a | 26.7±2.6d | 40.5±6.8cd | 52.1±7.7cd | 44.3±8.2f | 36.5±5.0g | |
1:100 | 15.2±2.0b | 20.0±3.6e | 31.2±6.1e | 40.0±6.9f | 45.3±6.9f | 40.5±6.3f |
表2 拮抗放线菌无菌发酵滤液对大豆疫霉的抑菌率
菌株 | 稀释度 | 48 h | 72 h | 96 h | 120 h | 144 h | 168 h |
---|---|---|---|---|---|---|---|
XS1-5 | 1:1 | 15.2±3.7b | 57.3±9.9a | 76.6±6.7a | 86.6±6.0a | 90.9±8.0a | 89.4±4.8a |
1:10 | 12.5±2.5c | 35.5±1.2bc | 51.5±7.7b | 69.7±9.1b | 77.9±5.9b | 72.3±9.2b | |
1:100 | 12.4±0.5c | 33.7±2.4c | 42.4±3.3c | 54.1±6.2cd | 67.5±6.8c | 40.1±9.1f | |
GF1 | 1:1 | 20.9±6.2a | 39.4±9.9b | 42.8±6.2c | 59.6±8.4c | 69.2±9.2c | 67.0±8.0c |
1:10 | 26.4±0.9a | 36.1±2.3bc | 43.1±6.7c | 50.8±9.0e | 56.5±6.5d | 53.1±5.3d | |
1:100 | 20.5±1.0a | 25.3±3.4d | 28.1±4.6e | 35.2±8.3g | 50.9±5.5e | 42.7±6.1e | |
X9 | 1:1 | 13.8±0.1c | 25.4±0.2d | 49.1±2.0b | 69.4±5.1b | 57.5±4.9d | 45.8±3.0e |
1:10 | 23.2±2.2a | 26.7±2.6d | 40.5±6.8cd | 52.1±7.7cd | 44.3±8.2f | 36.5±5.0g | |
1:100 | 15.2±2.0b | 20.0±3.6e | 31.2±6.1e | 40.0±6.9f | 45.3±6.9f | 40.5±6.3f |
XS1-5 | 气生菌丝 | 基内菌丝 | 可溶性色素 |
---|---|---|---|
蔗糖硝酸盐琼脂 | 无 | 无色 | 无 |
葡糖天冬素琼脂 | 白色 | 红色 | 无 |
淀粉琼脂 | 无 | 微红色 | 无 |
甘油苹果酸钙琼脂 | 白色 | 粉色 | 无 |
营养琼脂 | 无 | 乳脂色 | 无 |
表3 拮抗菌XS1-5在不同培养基上的培养特征
XS1-5 | 气生菌丝 | 基内菌丝 | 可溶性色素 |
---|---|---|---|
蔗糖硝酸盐琼脂 | 无 | 无色 | 无 |
葡糖天冬素琼脂 | 白色 | 红色 | 无 |
淀粉琼脂 | 无 | 微红色 | 无 |
甘油苹果酸钙琼脂 | 白色 | 粉色 | 无 |
营养琼脂 | 无 | 乳脂色 | 无 |
碳源 | 结果 |
---|---|
蔗糖 | + |
葡萄糖 | + |
棉籽糖 | - |
乳糖 | - |
木糖 | - |
阿拉伯糖 | - |
鼠李糖 | ± |
果糖 | + |
肌醇 | + |
表4 拮抗菌XS1-5的碳源利用
碳源 | 结果 |
---|---|
蔗糖 | + |
葡萄糖 | + |
棉籽糖 | - |
乳糖 | - |
木糖 | - |
阿拉伯糖 | - |
鼠李糖 | ± |
果糖 | + |
肌醇 | + |
指标 | 结果 |
---|---|
明胶液化 | + |
淀粉水解 | + |
纤维素降解 | - |
牛奶胨化 | - |
产硫化氢 | - |
硝酸盐还原 | - |
产类黑色素 | ± |
表5 拮抗菌XS1-5的生理生化特征
指标 | 结果 |
---|---|
明胶液化 | + |
淀粉水解 | + |
纤维素降解 | - |
牛奶胨化 | - |
产硫化氢 | - |
硝酸盐还原 | - |
产类黑色素 | ± |
处理(108 CFU?g-1) | 株高/cm | ⊿CK/% | 根长/cm | ⊿CK/% | 地上鲜重/g | ⊿CK/% | 地下鲜重/g | ⊿CK/% |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0.1 | 14.77±1.34b | 2.86 | 16.23±2.00b | 1.69 | 16.90±2.98b | 54.34 | 12.55±2.11ab | 7.73 |
1.0 | 17.22±3.20a | 19.92 | 20.47±5.45a | 28.26 | 20.52±1.51a | 87.40 | 15.67±1.45a | 34.51 |
10.0 | 16.60±2.45a | 15.60 | 17.65±2.58b | 10.59 | 14.52±0.51b | 32.60 | 11.68±1.87b | 0.26 |
Ck | 14.36±3.76b | - | 15.96±5.87b | - | 10.95±0.84c | - | 11.65±2.09b | - |
表6 拮抗菌XS1-5对大豆生长的影响
处理(108 CFU?g-1) | 株高/cm | ⊿CK/% | 根长/cm | ⊿CK/% | 地上鲜重/g | ⊿CK/% | 地下鲜重/g | ⊿CK/% |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0.1 | 14.77±1.34b | 2.86 | 16.23±2.00b | 1.69 | 16.90±2.98b | 54.34 | 12.55±2.11ab | 7.73 |
1.0 | 17.22±3.20a | 19.92 | 20.47±5.45a | 28.26 | 20.52±1.51a | 87.40 | 15.67±1.45a | 34.51 |
10.0 | 16.60±2.45a | 15.60 | 17.65±2.58b | 10.59 | 14.52±0.51b | 32.60 | 11.68±1.87b | 0.26 |
Ck | 14.36±3.76b | - | 15.96±5.87b | - | 10.95±0.84c | - | 11.65±2.09b | - |
处理 (108 CFU?g-1) | 叶绿素a/ (mg?L-1) | ⊿CK/% | 叶绿素b/ (mg?L-1) | ⊿CK/% | 总叶绿素/ (mg?L-1) | ⊿CK/% | 类胡萝卜素 /(mg?L-1) | ⊿CK/% | 根系活力/ (μg?g-1?h-1) | ⊿CK/% |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0.1 | 6.08±0.76ab | 21.6 | 7.35±0.87a | 4.40 | 14.24±1.09a | 7.72 | 7.07±0.34a | 0.85 | 503.05±87.22a | 74.96 |
1.0 | 7.53±0.58a | 50.6 | 7.90±0.63a | 12.22 | 15.31±1.21a | 15.81 | 7.62±0.31a | 7.93 | 685.41±96.77a | 138.38 |
10.0 | 7.57±0.65a | 51.4 | 7.74±0.67a | 9.94 | 15.13±1.32a | 14.45 | 7.58±0.39a | 7.37 | 519.82±96.77a | 80.79 |
CK | 5.00±0.58b | - | 7.04±0.63a | - | 13.22±1.21a | - | 7.06±0.31a | - | 287.53±96.77b | - |
表7 拮抗菌XS1-5对大豆叶绿素和根系活力的影响
处理 (108 CFU?g-1) | 叶绿素a/ (mg?L-1) | ⊿CK/% | 叶绿素b/ (mg?L-1) | ⊿CK/% | 总叶绿素/ (mg?L-1) | ⊿CK/% | 类胡萝卜素 /(mg?L-1) | ⊿CK/% | 根系活力/ (μg?g-1?h-1) | ⊿CK/% |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0.1 | 6.08±0.76ab | 21.6 | 7.35±0.87a | 4.40 | 14.24±1.09a | 7.72 | 7.07±0.34a | 0.85 | 503.05±87.22a | 74.96 |
1.0 | 7.53±0.58a | 50.6 | 7.90±0.63a | 12.22 | 15.31±1.21a | 15.81 | 7.62±0.31a | 7.93 | 685.41±96.77a | 138.38 |
10.0 | 7.57±0.65a | 51.4 | 7.74±0.67a | 9.94 | 15.13±1.32a | 14.45 | 7.58±0.39a | 7.37 | 519.82±96.77a | 80.79 |
CK | 5.00±0.58b | - | 7.04±0.63a | - | 13.22±1.21a | - | 7.06±0.31a | - | 287.53±96.77b | - |
处理(108 CFU?g-1) | CAT/(U?g-1?FW) | ⊿CK/% | SOD/(U?g-1?FW) | ⊿CK/% | POD/(U?g-1?FW) | ⊿CK/% | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
叶片 | 0.1 | 322.34±34.58ab | 78.26 | 236.90±23.00b | 315.69 | 178.09±18.67ab | 80.34 |
1 | 468.09±30.33a | 158.86 | 318.98±25.34a | 459.71 | 232.51±25.09a | 135.45 | |
10 | 229.45±20.66b | 26.89 | 109.80±12.90c | 92.67 | 109.78±13.10b | 11.17 | |
CK | 180.83±19.03c | - | 56.99±9.56d | - | 98.75±10.07b | - | |
根系 | 0.1 | 117.07±10.89b | 42.21 | 134.23±9.38b | 53.92 | 113.00±14.66a | 2.03 |
1 | 172.32±11.15a | 109.33 | 214.56±17.33a | 146.03 | 141.21±14.22b | 27.50 | |
10 | 121.31±11.90b | 47.36 | 112.84±15.32b | 29.39 | 121.87±19.06b | 10.04 | |
CK | 82.32±9.56c | - | 87.21±9.01c | - | 110.75±19.07b | - |
表8 拮抗菌XS1-5对大豆根系和叶片酶活性的影响
处理(108 CFU?g-1) | CAT/(U?g-1?FW) | ⊿CK/% | SOD/(U?g-1?FW) | ⊿CK/% | POD/(U?g-1?FW) | ⊿CK/% | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
叶片 | 0.1 | 322.34±34.58ab | 78.26 | 236.90±23.00b | 315.69 | 178.09±18.67ab | 80.34 |
1 | 468.09±30.33a | 158.86 | 318.98±25.34a | 459.71 | 232.51±25.09a | 135.45 | |
10 | 229.45±20.66b | 26.89 | 109.80±12.90c | 92.67 | 109.78±13.10b | 11.17 | |
CK | 180.83±19.03c | - | 56.99±9.56d | - | 98.75±10.07b | - | |
根系 | 0.1 | 117.07±10.89b | 42.21 | 134.23±9.38b | 53.92 | 113.00±14.66a | 2.03 |
1 | 172.32±11.15a | 109.33 | 214.56±17.33a | 146.03 | 141.21±14.22b | 27.50 | |
10 | 121.31±11.90b | 47.36 | 112.84±15.32b | 29.39 | 121.87±19.06b | 10.04 | |
CK | 82.32±9.56c | - | 87.21±9.01c | - | 110.75±19.07b | - |
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