(一)技术领域
本发明涉及一种解淀粉芽孢杆菌及其应用,尤其涉及一种解淀粉芽孢杆菌及其在桃褐腐病生防中的应用。
(二)
背景技术:
桃褐腐病又名菌核病、果腐病、实腐病,引起桃褐腐病的病原菌是半知菌亚门丛梗孢科果丛梗孢(moniliniafructicola)和仁果丛梗孢(moniliniafructigena)、灰丛梗孢菌(monilinialaxa)。此病是一种世界性分布的病害,可寄生在桃、杏、李、樱桃、梅等核果类果树上,引起果腐、花腐和叶枯。桃褐腐病在春季开花展叶期如遇低温多雨,可引起严重的花腐和叶枯;在生长后期如遇多雨潮湿天气,可引起果腐,使果实丧失经济价值。目前,生产中桃褐腐病的防治仍然以化学防治为主,但防效不甚理想,而且长期使用化学杀菌剂不但会导致病菌对其产生抗药性,而且果蔬产品上残留农药也会对公众健康造成威胁和环境污染。因此,寻找防治桃褐腐病的拮抗微生物具有重要意义。
目前,已经筛选到了一些有关解淀粉芽孢杆菌的的文献报道和专利。例如,申请号为201510789366.6公开了“一种解淀粉芽孢杆菌及其在玉米大斑病菌生防中的作用”,利用解淀粉芽孢杆菌d3制备菌剂,喷施于玉米叶片上使其定植,可抑制玉米大斑病菌。申请号201510462700.7公开了“一种解淀粉芽孢杆菌及其应用”,报道解淀粉芽孢杆菌xk-2对西瓜枯萎病菌、水稻纹枯病菌、核桃根腐病菌等多种病原菌具有显著的拮抗作用。但现有的能够抑制桃褐腐的微生物种类较少且拮抗作用还不够理想,包括上述专利公开的生防菌,因此需要筛选定植能力和拮抗作用更强的生防菌,以使生物防治方法能够更好的满足农业生产中防治桃褐腐病的要求。
(三)
技术实现要素:
本发明目的是提供一株解淀粉芽孢杆菌及其应用,该解淀粉芽孢杆菌对桃褐腐病菌的抑菌率达80.65%,大田防治效果高达86.5%,生防效果高出普通生防菌10%左右。另外,对小麦赤霉病菌、草莓灰霉病菌等多种病原菌具有显著的拮抗作用,适用范围广。
本发明采用的技术方案是:
本发明提供一株新菌株-解淀粉芽孢杆菌(bacillusamyloliquefaciens)lm-y,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:cgmccno.13542,保藏日期为2017年1月6日,地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所,邮编100101。
本发明还提供一种所述解淀粉芽孢杆菌lm-y在制备植物病菌抗菌剂中的应用,所述植物病菌为桃褐腐病菌、小麦赤霉病菌或草莓灰霉病菌。
进一步,所述抗菌剂含有解淀粉芽孢杆菌lm-y经发酵培养获得的发酵液。
进一步,所述抗菌剂按如下方法制备:(1)将解淀粉芽孢杆菌lm-y接种于牛肉膏蛋白胨培养基,于30℃下培养24h,获得活化菌株;牛肉膏蛋白胨培养基组成:牛肉膏3g/l,蛋白胨5g/l,nacl3g/l,琼脂20g/l,溶剂为水,ph7.2~7.4;
(2)将步骤(1)活化菌株接入lb液体培养基中,于30℃、180r/min振荡培养24h,获得种子液;所述lb液体培养基组成:蛋白胨10g/l,氯化钠5g/l,酵母膏10g/l,溶剂为水,ph值7.0;
(3)将步骤(2)所得种子液按体积浓度5%接种量接种于牛肉膏蛋白胨液体培养基中,于30℃、180r/min振荡培养48h,获得发酵液;所述牛肉膏蛋白胨液体培养基组成:牛肉膏3g/l,蛋白胨5g/l,nacl3g/l,溶剂为水,ph7.2~7.4。
进一步,所述抗菌剂中解淀粉芽孢杆菌lm-y菌体含量为1.0×106~1.0×108cfu/ml。
与现有技术相比,本发明的有益效果主要体现在:(1)解淀粉芽孢杆菌lm-y是从桃树患病植株根际土壤分离得到,与常见的生防真菌相比不产生致敏孢子,对人、畜、果蔬安全,对环境友好。(2)本发明的解淀粉芽孢杆菌lm-y对桃褐腐病菌、小麦赤霉病菌、草莓灰霉病菌等多种病原菌具有显著的拮抗作用,其中对桃褐腐病菌的抑菌率达80%以上,抑菌率高出现有生防菌10%左右,具有较大的研发潜力。(3)本发明的解淀粉芽孢杆菌lm-y菌剂对桃褐腐病有显著的防治效果,大田实验防治效果达78.5%,且生产工艺简单,在植物病害的生物防治中具有十分广阔的应用前景。
(四)附图说明
图1为菌株lm-y的扫描电镜照片;
图2为菌株lm-y的菌落形态图;
图3为菌株lm-y的16srdna片段的琼脂糖凝胶电泳图;
图4为基于16srdna序列构建的菌株lm-y系统发育树;
图5为菌株lm-y对桃褐腐病菌、小麦赤霉病菌、草莓灰霉病菌生长的影响。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此:
实施例1
解淀粉芽孢杆菌lm-y的分离与鉴定,及其对草莓灰霉病菌、小麦赤霉病菌、桃褐腐病病菌拮抗作用的测试。本实施例所述草莓灰霉病菌(botrytiscinerea)、小麦赤霉病菌(fusariumheadblight)、桃褐腐病菌(moniliafructigena)由浙江大学农业与生物技术学院植物病理学研究室提供(常规公知,为各植物病理学实验室常规保存的常见病菌)。
1、分离:从浙江宁波奉化桃园中采集土壤,称取10g土样,加入90ml无菌水振荡2h形成悬独液,取1ml液体加入装有9ml无菌水试管中振荡形成10-2稀释,10倍系列稀释至10-6,从每个梯度稀释液吸取0.1ml于牛肉膏蛋白胨培养基上,用无菌玻璃涂棒将菌液在牛肉膏蛋白胨平板上涂抹均匀。涂抹好的平板置于30℃恒温箱培养48h,从平板中挑取单菌落反复进行平板划线分离培养,直到筛选得到单个菌落,将纯菌落接种到牛肉膏蛋白胨斜面培养基上,保存备用。
2、筛选:将灰霉病菌接种在pda平板中心,用接种针将上述分离纯化的单菌落呈三角状接入pda平板,距离中心约2cm,置于30℃恒温培养箱观察对峙培养抑菌情况。挑选具有抑菌作用的菌株划线分离纯化,分离出的菌株暂命名为菌株lm-y。所述pda培养基的配置方法为:马铃薯200g,葡萄糖20g,琼脂18g,蒸馏水补足至1000ml,ph值自然,高压灭菌20min。
3、鉴定:对筛选的菌株lm-y进行形态学鉴定和生理生化鉴定:lm-y呈短杆状,革兰氏阳性菌,在牛肉膏蛋白胨培养基上形成的菌落成圆形,边缘整齐,中间形成褶皱,淡黄色,不透明。水解淀粉,甲基红试验阳性,接触酶阳性。
菌株lm-y的16srdna序列(1423bp,seqidno.1)如下所示:
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所述菌株lm-y的16srdna的扩增方法为:挑取少量单菌落,置于pcr管中,加入20μl去离子水,95℃处理10分钟,冷却后作为pcr模板进行扩增。
扩增所用引物为细菌16srdna序列通用引物27f和1492r。正向引物为5-agagtttgatcctggctcag-3(27f),反向引物为5-ggttaccttgttacgactt-3(1492r)。
pcr产物经1%琼脂糖凝胶电泳检测,凝胶成像参见附图3所示。经序列分析扩增所得的16srdna序列长度约为1423bp。将所述16srdna序列进行blast比对分析,结果显示所述16srdna与bacillusamyloliquefaciens的相似度最高,达到了99%。将所述16srdna序列在ncbi数据库进行对比后,构建系统进化树。并结合形态特征和分子生物学鉴定,确定菌株lm-y为解淀粉芽孢杆菌(bacillusamyloliquefaciens),命名为解淀粉芽孢杆菌(bacillusamyloliquefaciens)lm-y。
4、解解淀粉芽孢杆菌lm-y对草莓灰霉病菌、小麦赤霉病菌、桃褐腐病菌拮抗作用的测试
将筛选出的菌株lm-y接入牛肉膏蛋白胨液体培养基中,于30℃、180r/min下振荡培养24-36h,制成菌悬液。在pda平板中央分别接入草莓灰霉病菌、小麦赤霉病菌、桃褐腐病菌,用移液枪将lm-y菌悬液呈三角状对称接入pda平板,距平板中心约2cm每点接入10μl(处理菌落),以无菌水作为对照(对照菌落),每个处理重复三次,30℃培养观察对峙培养抑菌情况,4天后测量抑菌半径,计算抑菌率。
抑菌率=(对照菌落半径-处理菌落半径)/对照菌落半径×100%
试验结果见图5和表1,图5中植物病原菌从左至右分别为桃褐腐病菌、小麦赤霉病菌、草莓灰霉病菌。
表1解淀粉芽孢杆菌lm-y对几种不同病原菌的拮抗作用
实施例2解淀粉芽孢杆菌lm-y菌剂的制备
按照以下主要步骤完成菌株lm-y菌剂的制备:
(1)将实施例1所得解淀粉芽孢杆菌lm-y接种于牛肉膏蛋白胨培养基,于30℃下培养24h活化菌株;牛肉膏蛋白胨培养基培养基配制:牛肉膏0.3g,蛋白胨0.5g,nacl0.3g,琼脂2g,水100ml,ph7.2~7.4,121℃/20min高压灭菌。
(2)将步骤(1)活化的菌株接入lb液体培养基中,于30℃、180r/min振荡培养24h,获得种子液。lb液体培养基配制:蛋白胨10g/l,氯化钠5g/l,酵母膏10g/l,溶剂为蒸馏水,ph值7.0,121℃/20min高压灭菌。
(3)将步骤(2)所得种子液按体积浓度5%的接种量接种于牛肉膏蛋白胨液体培养基中,于30℃、180r/min振荡培养48h,获得发酵液。所述牛肉膏蛋白胨液体培养基组成:牛肉膏3g/l,蛋白胨5g/l,nacl3g/l,溶剂为水,ph7.2~7.4。
实施例3解淀粉芽孢杆菌lm-y菌剂对桃褐腐病菌田间效果验证
3.1供试药剂
解淀粉芽孢杆菌lm-y菌剂(实施例2方法制备发酵液,用清水稀释800倍,菌体浓度在1.0×107cfu/ml左右);甲基硫菌灵,克菌戊唑醇(市售)。
3.2供试作物与防治对象
供试作物:桃子,品种为玉露
防治对象:桃褐腐病
3.3试验地概况
试验地设在浙江宁波奉化桃园,于2016年在桃园内进行褐腐病防效试验。所有试验小区的土壤类型、施肥灌溉措施均一致,符合当地农业生产规范。
3.4试验设计
试验共设4个处理:实施例2方法制备的解淀粉芽孢杆菌lm-y发酵液用清水稀释800倍液(菌体细胞含量在1.0×107cfu/ml左右),甲基硫菌灵800倍液(质量浓度800mga.i./l市售),克菌戊唑醇1000倍液(质量浓度400mga.i./l市售),清水为空白对照。每种药剂3个重复,每个重复不少于3棵树,随机区组排列。第一次施药在谢花初期,以后每15天施药一次,共4次。
调查方法及数据分析:褐腐病刚发生时调查一次病果率,末次施药后10天再调查一次,每棵树分东西南北4个采样点,每个采样点根据情况取20-40个桃子统计病果率,计算防治效果。
防治效果(%)=(对照病果率-处理病果率)/对照病果率×100%
表格2各药剂对桃褐腐病的防治效果
试验结果表明:施药后,lm-y的防治效果最好,高达86.5%,高于两种市售药剂的防治效果,在生产中推荐与其他药剂交替使用从而起到延缓抗药性产生,降低化学药剂使用量的作用。
本发明并不限于上述实施方式,在不背离本发明的实质内容的情况下,本领域技术人员可以对其作出修改,改进,均应包含在本发明的保护范围之内。
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<110>浙江大学
<120>解淀粉芽孢杆菌及其应用
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