技术领域
[0001] 本
发明涉及
植物保护领域,特别涉及一种防治线虫病的生防菌株SFC-3及其应用。
背景技术
[0002] 蔬菜根结线虫是一种严重影响蔬菜生长的土传性病害,属于线虫
门、侧尾腺纲、垫刃目、异皮总科、根结线虫科、根结线虫属,其主要危害作物的根部,能侵染根部细胞,使根部输导组织遭到破坏,从而失去吸收养分和
水分的能
力,导致作物营养不良而早衰,甚至整株干枯死亡。至今,约有80多种根结线虫种类在国际上已经被报道。而我国记录的有效种有39个,可以侵染包括单子叶植物、双子叶植物和草本植物的114科、3000多种植物。引起蔬菜根结线虫病的主要有以下4个种:南方根结线虫、北方根结线虫、爪哇根结线虫和花生根结线虫。近年来,我国保护地蔬菜发展迅速,
温室连年种植同种蔬菜作物,致使许多老龄温室根结线虫病害日趋严重,全国每年约有50%的温室蔬菜存在不同程度的根结线虫病害,造成的经济损失约十几亿元。而蔬菜根结线虫寄住范围广、致病性强、繁殖速度快、侵染具有掩蔽性且能通过病土、病苗和灌水等方式传播,防治比较困难,给蔬菜生产造成巨大的损失,因此对根结线虫的防治已经成为一项非常重要的农业生产任务。
[0003] 目前,蔬菜根结线虫的防治主要依赖化学
农药防治,但是化学药剂的使用对
土壤环境造成不可估量的破坏,同时残留的农药通过食物链富集作用转移到人体,最终对人体造成伤害。因此大多数
杀虫剂逐渐被禁止或高度限制使用于保护地蔬菜生产。
生物防治是近年来发展较为迅速的一种线虫防治方法,其利用线虫的天敌来抑制线虫的发生,其途径主要是通过增强自然发生的拮抗物活性或引入其他活性物实现的。
生物防治所筛选的目标拮抗物均来源于自然环境中,对土壤环境友好,不污染环境,绿色环保,具有
可持续性,符合绿色农业的发展要求,是一种比较理想的防治技术。目前现有防治根结线虫病害的生防菌株存在防效不稳定、使用成本高的
缺陷,因此,发明一种新的防治线虫病的生防菌株势在必行。
发明内容
[0004] 针对上述情况,为解决
现有技术之缺陷,本发明之目的就是提供一种防治线虫病的生防菌株SFC-3及其应用,可有效解决现有防治根结线虫病害的生防菌株存在防效不稳定、使用成本高的问题。
[0005] 本发明解决的技术方案是,本发明所述生防菌株SFC-3,其分类命名为棘孢木霉(Trichoderma asperellum),已于2018年8月22日保藏于中国
微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为:CGMCC NO .16097。保藏地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
[0006] 生防菌株SFC-3的分离方法:称取10g根结线虫病害严重的土壤样品加入装有90mL无菌水的三
角瓶中,置摇床振荡
25-35分钟,得到稀释倍数为10-1的土壤稀释液,取1mL 10-1土壤稀释液加入到装有9mL无菌水的试管中,得到稀释倍数为10-2的土壤稀释液,取300μL该稀释液涂布到
马丁氏培养基上,
28℃培养3天,待长出
真菌菌落后挑边缘菌丝转入PDA固体培养基进行纯化,获得纯化菌株;
所述的马丁氏培养基配制方法为:20g
葡萄糖、5g蛋白胨、1g
磷酸二氢
钾、0 .5g七水
硫酸镁、1%孟加拉红溶液3mL、20g琼脂,加入蒸馏水至1000mL,在121℃灭菌30min,使用时每
100mL培养基中加入1%
链霉素液0.3mL;
所述的PDA固体培养基配制方法为:称取200g土豆削皮后切成小
块放在水里煮沸
30min,用四层纱布过滤,向滤液中加入20g
蔗糖和20g琼脂,定容至1000mL,pH值调为7.0,在
121℃灭菌30min。
[0007] 利用生防菌株SFC-3制备生防菌剂的方法为:1)将生防菌株SFC-3接种到PDA液体培养基中于摇床上25℃,180r/min培养12~48h后,在超净
工作台取样,采用血球计数板法测定活菌数;
5
2)当培养至活菌数在1×10CFU/mL以上时,将
种子液按照1:100体积比加入PDA液体培养基中,于摇床上25℃,180r/min培养12~48h后,然后5000rpm离心10min,每1000mL培养基中获得10 15g湿菌,每克湿菌含5×109 1011个菌体,湿菌与无菌水按1g:50mL配成生防菌~ ~
剂,成品中活菌总浓度为1×108 1010 CFU/mL;
~
所述的PDA液体培养基配制方法为:称取200g土豆削皮后切成小块放在水里煮沸
30min,用四层纱布过滤,向滤液中加入20g蔗糖,定容至1000mL,pH值调为7.0,在121℃灭菌
30min。
[0008] 本发明是采用生物防治蔬菜根结线虫病害,所筛选获得的生防真菌来源于自然环境中,对土壤环境友好,不污染环境,绿色环保,减少了对
化学农药的依赖,符合蔬菜无公害生产的要求,同时,该菌株具有促进蔬菜的生长作用,是防治根结线虫病的生防菌株上的创新。
具体实施方式
[0009] 以下结合实际情况对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
[0010] 本发明生防菌株SFC-3的来源是从河南省安阳市滑县蔬菜大棚土壤样品中分离纯化得到的。
[0011] 生防菌株SFC-3的分离方法:1)土壤样品来源:土壤样品采集于河南省安阳市滑县蔬菜大棚中根结线虫病害严重的土地;
2)称取10g土壤样品加入装有90mL无菌水的三角瓶中,置摇床振荡25-35分钟,得到稀释倍数为10-1的土壤稀释液,取1mL 10-1土壤稀释液加入到装有9mL无菌水的试管中,得到-2
稀释倍数为10 的土壤稀释液,取300μL该稀释液涂布到马丁氏培养基上,28℃培养3天,待长出真菌菌落后挑边缘菌丝转入PDA固体培养基进行纯化,获得纯化菌株;
所述的马丁氏培养基配制方法为:20g葡萄糖、5g蛋白胨、1g磷酸二氢钾、0 .5g七水
硫酸镁、1%孟加拉红溶液3mL、20g琼脂,加入蒸馏水至1000mL,在121℃灭菌30min,使用时每
100mL培养基中加入1%链霉素液0.3mL;
所述的PDA固体培养基配制方法为:称取200g土豆削皮后切成小块放在水里煮沸
30min,用四层纱布过滤,向滤液中加入20g蔗糖和20g琼脂,定容至1000mL,pH值调为7.0,在
121℃灭菌30min。
[0012] 利用本发明生防菌株SFC-3制备成生防菌剂的方法为:1)将该菌株接种到PDA液体培养基中于摇床上25℃,180r/min培养12~48h后,在超净工作台取样,采用血球计数板法测定活菌数;
2)当培养至活菌数在1×105CFU/mL以上时,将种子液按照1:100体积比加入PDA液体培养基中,于摇床上25℃,180r/min培养12~48h后,然后5000rpm离心10min,每1000mL培养基中获得10 15g湿菌,每克湿菌含5×109 1011个菌体,湿菌与无菌水按1g:50mL配成生防菌~ ~
8 10
剂,成品中活菌总浓度为1×10 10 CFU/mL。
~
[0013] 以上步骤1)、2)中所述的PDA液体培养基配制方法为:称取200g土豆削皮后切成小块放在水里煮沸30min,用四层纱布过滤,向滤液中加入
20g蔗糖,定容至1000mL,pH值调为7.0,在121℃灭菌30min。
[0014] 本发明对生防菌株SFC-3进行了分类鉴定,并对利用其制备的生防菌剂进行了防治蔬菜根结线虫病研究,相关实验资料如下:一、菌株的鉴定
1、微生物学特性
该菌在PDA固体培养基上培养,菌落初期为白色,中心浅绿色,气生菌丝纤细、羊毛状,由中心向四周散布,菌落背面无色,菌落中期逐渐转变为浅绿色,中心呈深绿色,气生菌丝转变为
棉絮状,菌落后期整体呈深绿色,棉絮状菌丝减少,菌落背面无色,分生孢子梗主枝呈树状,含多级分枝,初级分枝多为三束互生,离主枝顶端越近的初级分枝长度越短,部分主枝顶端有簇生的小梗,各级分枝的顶端形成三个簇生的小梗,小梗近似安瓿状,而各级分枝中部无簇生安瓿状小梗,分生孢子呈球形、椭球形或卵形。
[0015] 2、分子生物学特性采用CTAB法提取菌株SFC-3基因组DNA,通用引物ITS1和ITS4进行PCR扩增,PCR产物测序,NCBI
网站序列比对,结果显示,该菌株为棘孢木霉(Trichoderma asperellum)。序列如下:
GCGGATCGACTTCACTCCAACCCAATGTGAACGTTACCAAACTGTTGCCTCGGCGGGGTCACGCCCCGGGTGCGTCGCAGCCCCGGAACCAGGCGCCCGCCGGAGGAACCAACCAAACTCTTTCTGTAGTCCCCTCGCGGACGTATTTCTTACAGCTCTGAGCAAAAATTCAAAATGAATCAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGTTCTGGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATAAGTAATGTGAATTGCAGAATTCAGTGAATCATCGAATCTTTGAACGCACATTGCGCCCGCCAGTATTCTGGCGGGCATGCCTGTCCGAGCGTCATTTCAACCCTCGAACCCCTCCGGGGGATCGGCGTTGGGGATCGGGACCCCTCACACGGGTGCCGGCCCCGAAATACAGTGGCGGTCTCGCCGCAGCCTCTCCTGCGCAGTAGTTTGCACAACTCGCACCGGGAGCGCGGCGCGTCCACGTCCGTAAAACACCCAACTTTCTGAAATGTTGACCTCGGATCAGGTAGGAATACCCGCTGAACTTAACCATATCAATAAGCGGAGAAAA
命名为棘孢木霉(Trichoderma asperellum),保藏编号为:CGMCC NO .16097。
[0016] 二、离体试验1.根结线虫虫卵的收集
将带有根结线虫的病根洗净,用
剪刀剪碎根组织,经200目和500目网筛过滤,收集500目
筛上物,经
自来水冲洗收集于离心管中,在2500r/min下离心5min,弃上清,得到线虫虫卵。制备浓度为500粒/mL虫卵悬液,于4℃
冰箱保存备用。
[0017] 2.根结线虫二龄幼虫的收集将上述1中得到线虫虫卵,于孵化装置中进行孵化,24h后开始收集幼虫,每天收集一次,共收集一周。制备浓度为250条/mL幼虫悬液,于4℃冰箱保存备用。
[0018] 3.生防菌株SFC-3孢子悬液的制备将菌株SFC-3在PDA培养基上25℃培养5天,使菌丝长满整个平板。用无菌水冲洗长满菌丝体的平板,经无菌
滤布过滤,收集孢子悬液,调整孢子悬液浓度为1×109CFU/mL。
[0019] 4.生防菌株SFC-3对根结线虫虫卵孵化的影响取无菌12孔细胞培养板,每孔接种1mL孢子悬液和1mL卵悬液,各处理做3个重复。以加无菌水作为对照。在
温度为25℃条件下,分别在2d、4d、6d和8d后,观察卵的孵化情况,计算卵的孵化率。公式为:孵化率=孵化卵数/总卵数×100%
5.生防菌株SFC-3对根结线虫二龄幼虫的致死作用
取无菌12孔细胞培养板,每孔接种1mL孢子悬液和2mL二龄幼虫悬浮液,各处理做3个重复。以加无菌水作为对照。在温度为25℃条件下,分别在12h、24h、36h和48h后,观察二龄幼虫的致死情况,计算二龄幼虫的致死率。公式为:致死率=幼虫死亡数/幼虫总数×100%三、温室盆栽试验
1.番茄
幼苗培育
番茄种子表面先用75%的酒精处理1min后无菌水冲洗,再用2%
次氯酸钠溶液处理10min后无菌水冲洗,表面消毒处理后的种子于育秧盘中培育生长。
[0020] 2.盆栽土处理将土壤、砂砾和有机质按1:1:0.5比例混匀,在121℃灭菌30min,灭菌后土分装在直径为30cm的花盆中待用。
[0021] 3.灌根处理将浓度为1×109CFU/mL的菌液50mL,对番茄幼苗的根部进行灌根处理,每盆48h后接根结线虫二龄幼虫悬浮液4mL,二龄幼虫悬浮液的浓度为250条/mL。
[0022] 4.培养接种后的花盆随机排列,在25℃温室培养,8周后取出番茄植株,用自来水清洗干净根系,分别测量根长、茎长及鲜根重和鲜茎重,观察并记录根结情况,计算防效。公式为:防效(%)=(对照组根结数量-处理组根结数)/对照组根结数×100%
四、实验结果
离体实验表明(表1、表2)生防菌株SFC-3在浓度为1×109CFU/mL时,对根结线虫的虫卵孵化有很好的抑制作用,8天根结线虫卵的孵化率仅为7.24%。生防菌株SFC-3在浓度为1×
109CFU/mL时,对根结线虫的二龄幼虫有很强的致死作用,48小时后对二龄幼虫的致死率为
93.46%。
[0023] 表1 生防菌株SFC-3对根结线虫虫卵孵化的影响 卵孵化率(%)
处理 2d 4d 6d 8d
CK 28.73 49.56 75.87 97.25
SFC-3 1.68 3.12 5.76 7 .24
表2生防菌株SFC-3对根结线虫二龄幼虫的致死作用
幼虫致死(%)
处理 12h 24h 36h 48h
CK 0 0.61 1.23 1.42
SFC-3 68.21 85.73 90.53 93.46
温室盆栽试验表明(表3)生防菌株SFC-3能显著降低对根结线虫对番茄根部的侵染,对根结线虫的防效为78.51%,并对番茄生长有明显的促生作用。
[0024] 表3生防菌株SFC-3对番茄根结线虫病害的防效处理 根长(cm) 茎长(cm) 鲜根重(g) 鲜茎重(g) 根结数 防效(%)CK 13.23 39.58 8.34 40.36 121 —
SFC-3 18.67 51.72 12.11 58.82 26 78.51
由以上离体试验表明,生防菌株SFC-3在浓度为1×109CFU/mL下,对根结线虫虫卵孵化和二龄幼虫都有很好的抑制作用;盆栽试验表明,该菌剂能显著降低线虫的入侵,对根结线虫病害的防治效果为78.51%,并具有促进番茄的生长作用;本发明菌株可以在蔬菜幼苗移栽时灌根使用,且有促生作用,可提高蔬菜产量30-50%以上,经济价值提高40%以上,同时利用本发明菌株制成的生防菌剂,在实验中均取得了相同或相近的结果,不再一一列举,防止累述,本发明菌株的发现具有实际的生产意义,适合大范围的推广和应用。