枯草芽孢杆菌对藜麦霜霉病的防治效果及其促生和改善土壤真菌群落作用.pdf
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1、秦楠,周建波,吕红,等 枯草芽孢杆菌对藜麦霜霉病的防治效果及其促生和改善土壤真菌群落作用 江苏农业科学,():枯草芽孢杆菌对藜麦霜霉病的防治效果及其促生和改善土壤真菌群落作用秦楠,周建波,吕红,任璐,陈亚蕾,田淼,殷辉,赵晓军(山西农业大学植物保护学院,山西太原 )摘要:为研究枯草芽孢杆菌菌株 对藜麦霜霉病的防治效果及其促生和改善土壤真菌群落的作用,根施 菌剂进而测定不同处理藜麦苗主要农艺性状指标(茎长、根长、鲜质量、干质量等);采用宏基因组测序技术分析不同处理的真菌群落结构;通过田间喷施 菌剂研究其对霜霉病的防治效果。结果表明,处理 的藜麦苗鲜质量和茎长分别比对照提高 、,穗长和千粒质量分别
2、比对照提高 、。宏基因组分析结果表明,处理、处理 与对照共产生 个 ,其中 与 共有的 数最高;与 在科与属水平存在差异,、与对照相比提高了 、等的相对丰度,降低了 、等的相对丰度;聚类分析表明 、与对照的群落组成有明显差异,说明施用 菌剂可以改变土壤中真菌的群落结构,降低土壤中病原菌基数。田间试验表明 菌剂对霜霉病的防效为 ,显著高于烯酰吗啉、霜霉威盐酸盐等药剂。本研究表明枯草芽孢杆菌 对藜麦具有促生作用且对藜麦霜霉病有良好的防治效果。关键词:枯草芽孢杆菌;藜麦;霜霉病;促生;田间防治中图分类号:文献标志码:文章编号:()收稿日期:基金项目:山西省农业科学院优秀青年基金(编号:);山西省重点
3、研发计划(编号:);山西农业大学“特”“优”农业高质量发展科技支撑工程课题(编号:);山西省基础研究计划面上项目(编号:)。作者简介:秦楠(),男,山西长治人,硕士,助理研究员,从事杂粮作物病害绿色防控研究。:。通信作者:赵晓军,博士,研究员,从事果蔬、杂粮作物病害病原学、病原菌抗药性及综合治理研究,:;殷 辉,硕士,副研究员,从事杂粮作物病害研究,:。藜麦()为藜属的一年生双子叶植物,其单体作物即可满足人体所需的全部营养,是联合国粮食及农业组织()推荐的全营养食品 。我国藜麦产业起步较晚,年以来,在我国的山西、青海、甘肃、河北等省份开始规模化种植。然而,随着藜麦大面积连作,霜霉病成为生产中的
4、重要病害,严重制约了藜麦产业的发展 。藜麦霜霉病致病菌为 ,致使叶片枯黄脱落,严重地块发病率达 ,减产约 。目前,化学药剂是常用防治措施,但防治手段单一容易导致抗药性、生态环境恶化等问题。因此,探索生物防治藜麦霜霉病的方法显得尤为重要。芽孢杆菌是重要的生防资源,这类细菌具有抑制多种植物病原菌的能力,受到国内外学者的研究和关注 。迄今,国内外研究学者发现藜麦种子中有生防作用的芽孢杆菌最多,包括好氧芽孢杆菌()、解 淀 粉 芽 孢 杆 菌()、南 海 芽 孢 杆 菌()、短小芽孢杆菌()、枯草芽孢 杆 菌()、贝 莱 斯 芽 孢 杆 菌()。年,徐 瑛 等 发 现 菌株 能促进藜麦生长,增加其根长
5、、茎长及鲜质量 。年,赵富清等研究表明 菌株 的发酵液浸种有助于促进藜麦种子萌发 。目前,鲜有关于藜麦霜霉病生物防治的研究;但是有研究表明生防菌可以用来防治其他作物的霜霉 病 。已 筛 选 出 、对葡萄霜霉病菌有抑制作用 。田间试验发现 (菌株 )的可湿性粉剂对葡萄霜霉病具有良好的田间应用前景,防效与 霜脲氰锰锌可湿性粉剂相当 。因此,探索 对藜麦霜霉病的促生防病作用对生产有着重要的现实和理论意义。江苏农业科学 年第 卷第 期 材料与方法 试验材料供试生防菌株为 枯草芽孢杆菌水剂(),由山西省农业科学院植物保护研究所植物病害研究室提供。供试藜麦种子为稼祺 ,由山西农谷稼祺种业有限公司提供。供试
6、化学药剂:供试药剂名称、药剂类型和使用剂量如表 所示。表 供试药剂信息试验药剂剂型配比剂量枯草芽孢杆菌()水剂 枯草芽孢杆菌()水剂 枯草芽孢杆菌可湿性粉剂 氰霜唑悬浮剂 甲霜霜霉威可湿性粉剂 氟菌霜霉威悬浮剂 烯酰吗啉乳油 霜霉威盐酸盐水剂 试验方法 枯草芽孢杆菌()对藜麦的促生测定 年 月 日,在山西农业大学东阳试验基地温室中,放置 个内径 的盆钵,每行(盆)为 个小区,共设置 个处理,次重复。每盆中播种藜麦种子(稼祺 )粒,待出苗后定植,在处理组藜麦幼苗周围分别均匀根施枯草芽孢杆菌()菌剂 (处理 )、(处理 ),以喷施 清水处理作为空白对照。每 根施 次,共施 次,分别于 后将藜麦苗连
7、根挖出,清洗晾干,分别统计藜麦苗茎长、根长、鲜质量及干质量,后统计藜麦穗长和千粒质量。枯草芽孢杆菌()对藜麦田根围土壤真菌群落的影响 年 月 日,对盆栽藜麦 藜麦苗根施 菌剂 ()、菌剂 发酵液 (),以根施 清水作空白对照,每隔 根施 次,共 次。后随机选取藜麦苗 株,除去地表层杂物,采集藜麦根系,将根系装入塑料袋,回实验室后抖落根系附着土壤约 。移去表层土壤,采集藜麦根部周围土壤,每个处理采集 份土样、充分混匀,用于土壤真菌群落结构的分析。提取样品的总 并通过 测定样品 的浓度及纯度后,扩增 基因 生工生物工程(上海)股份有限公司。枯草芽孢杆菌()和化学药剂对藜麦霜霉病的田间防效试验 年
8、月 日,在山西省忻州市五台县灵境乡灵境村的露地藜麦田进行,试验地 面 积 为 ,周 边 藜 麦 种 植 面 积 约 。试验地土壤偏碱性,肥力较高,浇水便利,管理水平较好。调查方法:本试验小区面积为,每小区用药量为 ;以喷施等量清水处理作为空白对照,共设置 个处理,次重复,每隔用药 次,连续用药 次。末次药后 调查发病情况,记载每张叶片的病级。严重度分级标准为级:整张叶片无病斑;级:病斑面积占叶片面积的 ;级:病斑面积占叶片面积的 ;级:病斑面积占叶片面积的 ;级:病斑面积占叶片面积的 ;级:病斑面积占叶片面积的 以上。计算病情指数及防治效果。病情指数(各级病叶数 相对级数值)调查总叶数 ;防治
9、效果 对照区病情指数 处理区病情指数对照区病情指数 。数据分析将测序得到的原始序列进行拼接、去除嵌合体后得到高质量序列,根据序列 的相似度,使用 软件对有效序列进行聚类分析、划分多个 ,进而进行序列比对并获得真菌组成。最后构建物种丰度表、绘制群落结构图及层次聚类树(软件)。结果与分析 枯草芽孢杆菌()对藜麦的促生作用 对藜麦苗茎长、根长、鲜质量及干质量的影响根施枯草芽孢杆菌()后,对照组、处理 、处理 的茎长分别为 、,处理组和对照组之间差异显著,处理 比对照提高 (图 )。对照、处理 、处理 的鲜质量分别为 、,处理 与处理 、对照差异显著,处理 比对照提高 ;对照、处理 、处理 干质量分别
10、为 、,处理和对照差异不显著(图 )。对藜麦穗长和千粒质量的影响菌剂 施用 后,对照、处理 、处理 穗长分别为 、,处理 和对照相比差异显著,处理 比对照提高 (图 )。对照、处理 、处理 千粒质量分别为 、,三者之间差异显著,处理 比对照提高 (图 )。江苏农业科学 年第 卷第 期 枯草芽孢杆菌()对藜麦田土壤真菌群落的影响由图 可知,本试验的测序量超过 读长时曲线趋于平缓,表明取样合理、置信度高,测序深度可反映样品的真菌群落结构。本研究的 个处理(对照、处理 、处理 )共产生 个 ,其中共有的 为 个,占 总数的 。个处理的 数分别为 、个,特有 数依次为 、个。两两共有(对照与处理 、对
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