談韞 樊航 張紫瑤 李玉平 周曉馥
摘要:為研究綠色木霉(Trichoderma viride)菌株對(duì)南方根結(jié)線蟲(Meloidogyne incognita)二齡幼蟲(J2)活性的影響,采用不同濃度綠色木霉菌株發(fā)酵液(簡(jiǎn)稱發(fā)酵液)和綠色木霉分生孢子懸浮液(簡(jiǎn)稱孢子液)觸殺二齡幼蟲(J2),分別在24、36、48 h測(cè)定發(fā)酵液和孢子液對(duì)二齡幼蟲(J2)致死效果。以5%阿維菌素乳油5 000倍液和無菌水為對(duì)照,同時(shí)對(duì)幼蟲形態(tài)特征變化進(jìn)行顯微觀察,探究發(fā)酵液和孢子液觸殺二齡幼蟲(J2)的原因,并通過盆栽試驗(yàn)對(duì)發(fā)酵液、孢子液預(yù)防和防治南方根結(jié)線蟲的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,孢子液殺線過程主要依靠分生孢子的寄生作用,孢子寄生于幼蟲體腔和體壁,幼蟲活力隨著孢子生長而降低;發(fā)酵液殺線過程主要依靠綠色木霉真菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的拮抗物質(zhì)。48 h內(nèi)發(fā)酵液處理和孢子液處理中幼蟲校正死亡率最高達(dá)86%和71%,均對(duì)幼蟲具有較強(qiáng)致死效果,高于阿維菌素對(duì)照(51%),發(fā)酵液殺線效果和作用時(shí)效均優(yōu)于孢子液。在盆栽試驗(yàn)中,綠色木霉發(fā)酵液和孢子液對(duì)南方根結(jié)線蟲的預(yù)防效果分別為60.00%和49.99%,防治效果分別為66.67%和47.62%,生防作用顯著。綠色木霉菌株對(duì)南方根結(jié)線蟲的生防效果研究具有很高應(yīng)用價(jià)值,為生物防治植物根結(jié)線蟲病提供了良好的理論基礎(chǔ)和研究依據(jù)。
關(guān)鍵詞:南方根結(jié)線蟲;綠色木霉;致死效果
中圖分類號(hào): S432.4+5文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
文章編號(hào):1002-1302(2022)12-0114-07
收稿日期:2021-09-07
基金項(xiàng)目:吉林省科技發(fā)展計(jì)劃(編號(hào):20190301059NY);中央指導(dǎo)地方科技發(fā)展資金吉林省基礎(chǔ)研究專項(xiàng)(編號(hào):202002016JC)。
作者簡(jiǎn)介:談 韞(1996—),男,甘肅蘭州人,碩士研究生,主要從事植物遺傳學(xué)研究。E-mail:554979397@qq.com。
通信作者:周曉馥,女,博士,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事植物分子生物學(xué)研究。E-mail:zhouxiaofu@ jlnu.edu.cn。
根結(jié)線蟲(Meloidogyne)是一種雜食性植物病原線蟲,被列為全球十大植物寄生線蟲之首[1]。其寄主范圍廣,致病性強(qiáng),在二齡幼蟲(J2)時(shí)期可寄生于植物根部通過口針吸取植物根部營養(yǎng),導(dǎo)致植物的根部形成不均等的球狀根瘤,使植物地上部吸收營養(yǎng)困難,出現(xiàn)葉片發(fā)黃、植株矮化等問題[2-3]。根結(jié)線蟲入侵造成的傷口,使土壤中其他病原物的侵入更加容易,形成復(fù)合性病害,每年對(duì)我國農(nóng)副產(chǎn)品造成大量減產(chǎn)等嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失[4-5]。
南方根結(jié)線蟲(Meloidogyne incognita)是墊刃目(Tylenchida)異皮科(Heteroderidae)根結(jié)線蟲屬(Meloidogyne)植物寄生線蟲,是我國分布最廣的根結(jié)線蟲之一。由于根結(jié)線蟲極難防治,目前對(duì)于南方根結(jié)線蟲的防治仍以化學(xué)手段為主,因其高毒、高污染、殘留藥物難降解等特性,部分化學(xué)藥劑被禁用或限制使用[6-7]。即使是市面最常使用的生物類殺蟲劑阿維菌素乳油,雖然能有效殺死線蟲,但過多稀釋會(huì)導(dǎo)致殺線效果減退,濃度過高會(huì)對(duì)人體健康和生態(tài)壞境造成影響,遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)的需求[8-9]。隨著綠色環(huán)保的農(nóng)業(yè)發(fā)展需要,運(yùn)用安全高效的生物防治手段就愈發(fā)重要,多方生物防治技術(shù)也成為將來主要防治研究方向。
木霉屬真菌(Trichodema spp.)是絲孢綱(Hyphomycetes)絲孢目(Moniliales)叢梗孢科(Moniliales)木霉屬(Trichoderma)在自然界廣泛分布的一種生防真菌,通常存在于土壤環(huán)境和植物根系[ 10]。研究發(fā)現(xiàn),木霉菌對(duì)根結(jié)線蟲具有拮抗作用,可產(chǎn)生拮抗物質(zhì)或通過寄生作用達(dá)到防治根結(jié)線蟲的效果[10-12]。綠色木霉(Trichoderma aviride)作為應(yīng)用最廣的木霉菌之一,具有促進(jìn)植物生長、使用安全、價(jià)格低廉等多種優(yōu)點(diǎn)[13-14]。目前,木霉菌在對(duì)根結(jié)線蟲的生防研究方面已經(jīng)取得了重要的進(jìn)展,但綠色木霉對(duì)植物根結(jié)線蟲病的防治效果相關(guān)研究還不完善,本研究將對(duì)綠色木霉菌株發(fā)酵液及分生孢子懸浮液對(duì)南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)活性的影響進(jìn)行探究,進(jìn)一步為綠色木霉在植物根結(jié)線蟲病防治方面提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 供試材料
綠色木霉菌株(Trichoderma viride)由吉林省植物資源科學(xué)與綠色生產(chǎn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室分離鑒定保存,南方根結(jié)線蟲(Meloidogyne incognita)卵塊由農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室分離鑒定,北京農(nóng)學(xué)院王紹輝教授惠贈(zèng)。
1.1.1 綠色木霉分生孢子懸浮液的制備
在培養(yǎng)7 d綠色木霉的PDA平板上中加入5 mL無菌水充分振蕩,使綠色木霉分生孢子脫落在無菌水中,即得到綠色木霉分生孢子懸浮液(簡(jiǎn)稱Tvs),采用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)孢子液的濃度(濃度為1.6×107 CFU/mL),并稀釋成1.6×106 CFU/mL;3.2×105 CFU/mL;1.6×105 CFU/mL(簡(jiǎn)稱Tvs10;Tvs50;Tvs100)3個(gè)梯度的濃度備用。
1.1.2 綠色木霉發(fā)酵液的制備
取配制好的綠色木霉孢子懸浮液2 mL加入含有100 mL PDB培養(yǎng)基250 mL三角瓶中,黑暗振蕩培養(yǎng)7 d(28 ℃,180 r/min),后采用滅菌的濾紙濾去發(fā)酵液中的菌絲團(tuán)、孢子等即得到綠色木霉發(fā)酵液(簡(jiǎn)稱:Tv),并稀釋10、50、100倍得到3個(gè)濃度(簡(jiǎn)稱:Tv10,Tv50,Tv100)放入4 ℃冰箱,保存?zhèn)溆谩DB培養(yǎng)基配方:馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、蒸餾水1 000 mL,pH值為7。
1.1.3 南方根結(jié)線蟲的活體培養(yǎng)
將番茄種子(番茄品種為常豐中蔬四號(hào))浸泡在50 ℃溫水中3~5 h,采用1% NaClO溶液消毒,洗凈后放入裝有少量溫水的培養(yǎng)皿中(下墊1層濾紙防止種子淹死),在28 ℃培養(yǎng)箱中催芽至種子露白。將露白番茄種子播種至裝有滅菌的草炭土和蛭石1 ∶1塑料缽中,待番茄發(fā)育到4~5真葉時(shí)在距離植株根部約1.5 cm處用1 mL移液器槍頭打4個(gè)約2 cm深的小孔,每孔接種1 000條南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲。
1.1.4 南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)懸浮液的制備
挑取接種南方根結(jié)線蟲植株根系的淡黃色卵塊浸泡在1% NaClO溶液中5 min,洗凈后置于滅菌的培養(yǎng)皿中,加入少量無菌水,26 ℃恒溫培養(yǎng)箱中黑暗培養(yǎng)3 d,逐天收集孵化的二齡幼蟲,計(jì)數(shù),加無菌水配制成10 000 條/mL的二齡幼蟲(J2)懸浮液,放入4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2 綠色木霉發(fā)酵液和分生孢子懸浮液直接殺線作用
向滅菌的96孔細(xì)胞培養(yǎng)板中依次加入100 μL南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)懸浮液(1 000條)、不同濃度的綠色木霉孢子懸浮液和綠色木霉發(fā)酵液100 μL,同時(shí)設(shè)置加100 μL無菌水的空白對(duì)照和加100 μL 5%阿維菌素乳油5 000倍液對(duì)照,共10個(gè)樣本,3次生物學(xué)重復(fù),置于26 ℃恒溫培養(yǎng)箱中黑暗培養(yǎng),分別在24、36、48 h采用體態(tài)法(活動(dòng)彎曲的線蟲代表存活,僵直的線蟲代表死亡)統(tǒng)計(jì)南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲死亡情況,并校正其死亡率。
線蟲死亡率=(死亡線蟲數(shù)/供試總線蟲數(shù))×100%;
校正死亡率=(處理線蟲死亡率-空白對(duì)照線蟲死亡率)/(1-空白對(duì)照線蟲死亡率)×100%。
1.3 盆栽試驗(yàn)
1.3.1 綠色木霉發(fā)酵液和分生孢子懸浮液對(duì)南方根結(jié)線蟲的預(yù)防作用
將黃瓜種子(黃瓜品種為津研四號(hào))播種在營養(yǎng)土中,待出苗后移栽至填裝無菌土的盆中,每盆無菌土2 kg,2株苗。移苗 7 d 后在黃瓜植株根系周圍施入綠色木霉發(fā)酵液(Tv)和孢子懸浮液(Tvs)15 mL,同時(shí)設(shè)置施加清水和5%阿維菌素乳油5 000倍液作為對(duì)照,共4組處理,3次生物學(xué)重復(fù)。施入綠色木霉15 d后在距離每棵黃瓜植株根部約1.5 cm處采用1 mL移液器槍頭打2個(gè)約2 cm深小孔,每孔接種1 000條南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)。接種線蟲30 d后統(tǒng)計(jì)根結(jié)數(shù),計(jì)算根結(jié)減退率,評(píng)價(jià)發(fā)酵液和孢子液對(duì)南方根結(jié)線蟲的預(yù)防效果,種植期間適量補(bǔ)充水分。
1.3.2 綠色木霉發(fā)酵液和分生孢子懸浮液對(duì)南方根結(jié)線蟲的防治作用
移苗前處理同“1.3.1”節(jié)。移苗7 d后在距離每棵黃瓜植株根部約1.5 cm處采用1 mL移液器槍頭打2個(gè)約2 cm深的小孔,每孔接種1 000條南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2);接種線蟲15 d后在黃瓜植株根系周圍施入綠色木霉發(fā)酵液(Tv)和孢子懸浮液(Tvs)15 mL,同時(shí)設(shè)置施加清水和5%阿維菌素乳油5 000倍液作為對(duì)照,共4組處理,3次生物學(xué)重復(fù)。施入綠色木霉30 d后統(tǒng)計(jì)根結(jié)數(shù),計(jì)算根結(jié)減退率,評(píng)價(jià)發(fā)酵液和孢子液對(duì)南方根結(jié)線蟲的防治效果,種植期間適量補(bǔ)充水分。
參考Bridge等的方法[3]對(duì)根結(jié)進(jìn)行分級(jí):0級(jí),無根結(jié),根系健康;1級(jí),有不明顯的小根結(jié),且根結(jié)之間不連接,占總根系1%~10%;2級(jí),有明顯的小根結(jié),有些根結(jié)之間相互連接,占總根系的11%~30%;3級(jí),有明顯的大根結(jié),部分側(cè)根發(fā)生畸變,占總根系31%~50%;4級(jí),主側(cè)根出現(xiàn)大量根結(jié),部分主側(cè)根發(fā)生畸變,占總根系51%~75%;5級(jí):根結(jié)大且密集,大部分根結(jié)相互連接,多數(shù)主測(cè)根發(fā)生畸變,占總根系76%以上。
盆栽試驗(yàn)時(shí)間:2021年5月6日至6月28日;試驗(yàn)地點(diǎn):吉林師范大學(xué)吉林省植物資源科學(xué)與綠色生產(chǎn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
根結(jié)指數(shù)=∑(各級(jí)病株數(shù)×相對(duì)應(yīng)根結(jié)分級(jí))/(該處理組調(diào)查總株數(shù)×最高級(jí)別數(shù))×100;
預(yù)防效果(防治效果)=(對(duì)照根結(jié)指數(shù)-處理根結(jié)指數(shù))/對(duì)照根結(jié)指數(shù)×100%;
根結(jié)減退率=(對(duì)照組根結(jié)數(shù)-處理組根結(jié)數(shù))/對(duì)照組根結(jié)數(shù)×100%。
1.4 數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)均運(yùn)用SPSS 5.0軟件分析處理,鄧肯氏(Duncans)法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)(α=0.05)。
2 結(jié)果與分析
2.1 南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)在綠色木霉發(fā)酵液和孢子懸浮液中形態(tài)特征變化的分析與比較
綠色木霉發(fā)酵液和孢子懸浮液中南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)形態(tài)變化的鏡檢顯示,初期不同處理加入新孵化的幼蟲時(shí),幼蟲活性較高,行動(dòng)不受影響。由圖1可知,0~24 h分生孢子及菌液發(fā)酵物逐漸發(fā)揮作用,部分幼蟲身體逐漸僵直、行動(dòng)遲緩、頭部口器和身體中發(fā)現(xiàn)少量孢子,身軀周圍也被少量孢子團(tuán)所包圍。與孢子液處理不同,發(fā)酵液處理組中還出現(xiàn)大量被菌絲纏繞的幼蟲,由于菌絲纏繞致使幼蟲無法脫離,限制其活動(dòng)能力。24~48 h鏡檢發(fā)現(xiàn),孢子液處理中出現(xiàn)許多僵直死亡的幼蟲,幼蟲口器和身體內(nèi)可以清晰發(fā)現(xiàn)大量的孢子,并且軀干中部被大量孢子包圍,一些孢子寄生于幼蟲體內(nèi)和體壁上,整個(gè)蟲體還被大量孢子團(tuán)和菌絲團(tuán)所包裹,幼蟲身軀麻痹,生命力極低,一些寄生在幼蟲體內(nèi)的孢子萌發(fā)出少量菌絲穿透體壁。發(fā)酵液處理中死亡幼蟲尾部出現(xiàn)溶解現(xiàn)象,軀干并無孢子寄生和纏繞,體內(nèi)流出大量孢子和器官,蟲體相對(duì)完整。接下來72 h觀察中,孢子液處理中被孢子寄生的蟲體在寄生部位發(fā)生溶解現(xiàn)象,蟲體分解成斷裂的幾部分,無法保持完整形態(tài)。
綜上,綠色木霉孢子懸浮液對(duì)根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)的作用主要依靠分生孢子的寄生作用,孢子從幼蟲口器進(jìn)入蟲體內(nèi)部,寄生于體腔,外部孢子寄生于幼蟲體壁,幼蟲活力隨著孢子生長而降低,蟲體最終也被溶解成分裂的幾段。相較于孢子懸浮液處理,發(fā)酵液處理組由于孢子和菌絲被濾除,孢子較少,死亡的幼蟲大多蟲體完整,寄生現(xiàn)象少,證明綠色木霉真菌在發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生使二齡幼蟲(J2)致死的拮抗物質(zhì),其作用發(fā)生過程中使幼蟲尾部溶解,從體腔內(nèi)流出組織和體液,導(dǎo)致幼蟲死亡。
2.2 綠色木霉發(fā)酵液對(duì)南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)活性的影響
2.2.1 4 h不同濃度發(fā)酵液對(duì)南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)活性的影響
24 h二齡幼蟲(J2)在5%阿維菌素乳油5 000倍液對(duì)照與發(fā)酵液處理中校正死亡率分別高達(dá)36.78%和58.03%,與無菌水對(duì)照相比幼蟲死亡數(shù)顯著增大(P<0.05),證明發(fā)酵液能夠?qū)τ紫x起到良好的致死效果,由表1可知,24 h殺線效果優(yōu)于阿維菌素。
2.2.2 36 h不同濃度發(fā)酵液對(duì)南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)活性的影響
由圖2-A可知,36 h 4個(gè)濃度發(fā)酵液處理,二齡幼蟲(J2)死亡數(shù)均顯著大于無菌水處理,殺線效果顯著。幼蟲在發(fā)酵液(Tv)中校正死亡率(73.32%)顯著大于阿維菌素處理(44.84%)(P<0.05)。此時(shí),發(fā)酵液(Tv)殺線效果遠(yuǎn)好于5%阿維菌素乳油5 000倍液。10倍稀釋液殺線效果(45.36%)和阿維菌素對(duì)照不顯著,提示在36 h,10倍稀釋液殺線效果已和阿維菌素相近,4個(gè)濃度發(fā)酵液處理幼蟲校正死亡率Tv>Tv10>Tv50>Tv100。
2.2.3 48 h不同濃度發(fā)酵液對(duì)南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)活性的影響
由圖2-B可知,在48 h發(fā)酵液(Tv)殺線效果(86.21%)和10倍發(fā)酵液稀釋液殺線效果(73.74%)無顯著差異,提示發(fā)酵液殺線效果接近峰值。50倍和100倍稀釋液對(duì)幼蟲致死率與阿維菌素對(duì)照(50.66%)無顯著差異,二齡幼蟲(J2)校正死亡率Tv>Tv10>Tv50>CK2>Tv100,呈現(xiàn)明顯梯度關(guān)系,在0~100倍稀釋濃度范圍內(nèi),濃度越高殺線效果越好。
綜上,由圖3-A可知,綠色木霉發(fā)酵液對(duì)南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)有良好的致死作用, 校正死亡率在48 h內(nèi)最高可達(dá)86%,效果要好于阿維菌素處理的51%,不同濃度的發(fā)酵液對(duì)應(yīng)二齡幼蟲(J2)死亡率呈明顯的線性關(guān)系,在0~100倍稀釋濃度范圍內(nèi),幼蟲死亡率隨濃度升高而上升。
2.3 綠色木霉孢子懸浮液對(duì)南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)活性的影響
2.3.1 4 h不同濃度孢子液對(duì)南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)活性的影響
由表2可知,24 h南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)在5%阿維菌素乳油5 000倍液對(duì)照與Tvs處理(1.6×107 CFU/mL)中校正死亡率分別為36.78%和27.98%,Tvs<CK2,阿維菌素殺線效果優(yōu)于孢子液。不同濃度孢子液處理中幼蟲死亡數(shù)與無菌水對(duì)照相比無顯著差異,提示在24 h不同濃度孢子液對(duì)幼蟲活性影響不顯著。
2.3.2 36 h不同濃度孢子液對(duì)南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)活性的影響
由圖4-A可知,在36 h,Tvs處理(1.6×107 CFU/mL)和Tvs10處理(1.6×106 CFU/mL)的幼蟲死亡數(shù)顯著大于無菌水對(duì)照,Tvs50 和Tvs100處理(3.2×105、1.6×105 CFU/mL)的幼蟲死亡數(shù)殺線效果顯著(P<0.05),提示在36 h不同濃度孢子液開始對(duì)南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)活性有影響。
2.3.3 48 h不同濃度孢子液對(duì)南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)活性的影響
由4-B可知,在48 h,Tvs(1.6×107 CFU/mL)的殺線效果(70.56%)和Tvs10(1.6×107 CFU/mL)的殺線效果(70.11%)無顯著差異,顯著大于幼蟲在Tvs50(3.2×105 CFU/mL)和Tvs100(1.6×105 CFU/mL)的校正死亡率(45.09%、38.20%)(P<0.05)。幼蟲在4個(gè)濃度孢子液的校正死亡率Tvs>Tvs10>Tvs50>Tvs100,提示48 h幼蟲校正死亡率在孢子液濃度3.2×105~1.6×107 CFU/mL范圍內(nèi)呈梯度關(guān)系,孢子濃度越高殺線效果越好。孢子濃度低于3.2×105 CFU/mL時(shí)對(duì)線蟲活性影響不大。
綜上,綠色木霉分生孢子懸浮液對(duì)南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)有良好的致死作用,校正死亡率在48 h內(nèi)最高可達(dá)71%,效果要好于阿維菌素處理的51%。0~24 h幼蟲活性與孢子液濃度無關(guān),24~48 h 幼蟲死亡率在孢子濃度 3.2×105~1.6×107 CFU/mL 范圍內(nèi)呈梯度關(guān)系,隨著濃度升高,對(duì)線蟲致死率越高。
2.4 綠色木霉發(fā)酵液和孢子懸浮液觸殺南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)作用時(shí)效分析
2.4.1 發(fā)酵液觸殺南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)作用時(shí)效分析
由圖5-A可知,在0~48 h相同濃度發(fā)酵液處理下,二齡幼蟲(J2)校正死亡率隨時(shí)間增長呈明顯上升趨勢(shì),在48 h達(dá)到各個(gè)處理最高值。0~24 h內(nèi)二齡幼蟲(J2)在綠色木霉發(fā)酵液(Tv)處理中校正死亡率增長最高,致死效果最強(qiáng);24~48 h內(nèi)校正死亡率增長平穩(wěn)上升,趨于平緩。10、50、100倍稀釋液在0~24 h 對(duì)二齡線蟲(J2)致死效率增長低于24~48 h,發(fā)酵液濃度越低在 0~48 h內(nèi)對(duì)二齡幼蟲(J2)致死效率增長越緩慢,可能是由于發(fā)酵液濃度越低導(dǎo)致對(duì)南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)活性產(chǎn)生影響的拮抗物質(zhì)越少,對(duì)二齡幼蟲(J2)致死作用發(fā)揮時(shí)間越長。在 48 h 發(fā)酵液(Tv)和10倍稀釋液對(duì)二齡幼蟲(J2)活性影響無顯著差異,提示在48 h綠色木霉發(fā)酵液對(duì)南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)的活性影響已接近峰值(86.21%)。
2.4.2 孢子液觸殺南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)作用時(shí)效分析
由圖5可知,在0~24 h,相同濃度孢子液處理下二齡幼蟲(J2)校正死亡率隨時(shí)間的增長呈緩慢上升趨勢(shì),24~36 h內(nèi)二齡幼蟲(J2)在Tvs(1.6×107 CFU/mL)和Tvs10(1.6×106 CFU/mL)中校正死亡率增長最高,孢子液在此時(shí)段對(duì)幼蟲觸殺效果最好。36~48 h二齡幼蟲(J2)在Tvs10(1.6×106 CFU/mL)和Tvs(1.6×107 CFU/mL)中校正死亡率無顯著差異,且在Tvs(1.6×107 CFU/mL)中校正死亡率保持較高水平,提示48 h孢子液對(duì)二齡幼蟲(J2)觸殺效果達(dá)到頂峰(70.56%)。可能是由于綠色木霉孢子對(duì)南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)寄生作用主要是發(fā)生在24~36 h,在此時(shí)段,效果最好。
2.5 綠色木霉發(fā)酵液和孢子懸浮液對(duì)南方根結(jié)線蟲盆栽試驗(yàn)的預(yù)防效果
由表3可知,在盆栽預(yù)防試驗(yàn)中,清水對(duì)照處理的黃瓜植株根結(jié)大、數(shù)量多,密集分布于整個(gè)根系,根系粗糙,平均根結(jié)數(shù)為153.67個(gè),顯著高于其他處理組,綠色木霉發(fā)酵液和孢子液處理的黃瓜植株根系潔白,較光滑,根結(jié)小且數(shù)量少,平均根結(jié)數(shù)量為30.00個(gè)和34.00個(gè),兩者的根結(jié)指數(shù)(33.33和41.67)相較于清水對(duì)照顯著降低。發(fā)酵液和孢子液對(duì)南方根結(jié)線蟲的預(yù)防作用明顯,預(yù)防效果分別達(dá)60.00%和49.99%,均高于阿維菌素對(duì)照處理的45.00%,且2個(gè)處理中根結(jié)減退率分別為79.38%和77.48%,高于阿維菌素對(duì)照(66.13%),提示綠色木霉發(fā)酵液和孢子懸浮液能夠?qū)ΩY(jié)線蟲起到良好的預(yù)防作用,且效果略優(yōu)于阿維菌素。
2.6 綠色木霉發(fā)酵液和孢子懸浮液對(duì)南方根結(jié)線蟲盆栽試驗(yàn)的防治效果
由表4可知,在盆栽防治試驗(yàn)中,清水對(duì)照處理的黃瓜植株根系根結(jié)大而密,遍布整個(gè)根系,占整體根系約70%,平均根結(jié)數(shù)為167.67個(gè),顯著高于其他處理組(P<0.05),被嚴(yán)重侵染,綠色木霉發(fā)酵液處理的黃瓜植株根系光滑潔白,根結(jié)小且數(shù)量少,僅占整個(gè)根系的10%,平均根結(jié)數(shù)量為29.00個(gè),顯著少于清水對(duì)照和阿維菌素對(duì)照(73.67)(P<0.05),根結(jié)指數(shù)為29.16,提示受線蟲侵染程度較輕。發(fā)酵液和孢子液對(duì)南方根結(jié)線蟲的防治作用顯著,防治效果分別達(dá)66.67%和47.62%,高于阿維菌素對(duì)照處理的38.09%,且2個(gè)處理中根結(jié)減退率分別為66.21%和60.02%,高于阿維菌素對(duì)照(54.97%),提示綠色木霉發(fā)酵液和孢子懸浮液能夠?qū)ΩY(jié)線蟲起到良好的防治作用,發(fā)酵液顯著優(yōu)于阿維菌素,而孢子液和阿維菌素防效相當(dāng)。阿維菌素防治效果偏低原因可能是稀釋倍數(shù)過大,導(dǎo)致防效不理想。
3 結(jié)論與討論
木霉屬真菌作為自然界廣泛存在具有生防作用的真菌,在農(nóng)業(yè)、植物病蟲害防治和環(huán)境治理領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景[12]。研究表明,木霉菌對(duì)根結(jié)線蟲具有多方面生防機(jī)制,Sahebani等研究發(fā)現(xiàn),木霉菌可產(chǎn)生可揮發(fā)抗生物質(zhì)從而起到生防作用[15];Sharon等發(fā)現(xiàn),綠色木霉可產(chǎn)生拮抗物質(zhì)殺死根結(jié)線蟲[16];Mallikharjuna等和Smith等研究表明,綠色木霉通過產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶等細(xì)胞壁降解酶從而寄生于根結(jié)線蟲蟲卵或幼蟲體內(nèi)[17-18]。本研究中,綠色木霉菌株發(fā)酵液和孢子懸浮液均可快速高效地殺死南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2),48 h內(nèi)線蟲減退率分別達(dá)到86%和71%,進(jìn)一步證明綠色木霉菌株具有穩(wěn)定的防治效果。同時(shí),通過對(duì)比發(fā)現(xiàn),綠色木霉菌株發(fā)酵液和孢子懸浮液與5%阿維菌素乳油 5 000 倍液的防治效果存在顯著差異,可能原因是阿維菌素稀釋倍數(shù)過大,導(dǎo)致對(duì)線蟲的致死效果未達(dá)到預(yù)期效果。在試驗(yàn)過程中還通過鏡檢觀察了綠色木霉分生孢子對(duì)南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲(J2)的寄生作用和綠色木霉菌液發(fā)酵物對(duì)二齡幼蟲(J2)的拮抗作用,對(duì)二齡幼蟲(J2)不同時(shí)間段不同處理顯微鏡下形態(tài)特征變化進(jìn)行觀察分析,為綠色木霉對(duì)根結(jié)線蟲的寄生作用和拮抗作用提供佐證。通過綠色木霉發(fā)酵液和孢子懸浮液對(duì)南方根結(jié)線蟲的預(yù)防和防治盆栽試驗(yàn),進(jìn)一步證明了綠色木霉在植物生長過程中對(duì)南方根結(jié)線蟲的生防作用十分顯著,綠色木霉發(fā)酵液和孢子液對(duì)南方根結(jié)線蟲的預(yù)防效果分別為60.00%和49.99%,防治效果分別為66.67%和47.62%,具有穩(wěn)定的防治效果。
綠色木霉大規(guī)模開發(fā)應(yīng)用尚存在許多難題,如綠色木霉生長和繁殖受環(huán)境因素影響較大,產(chǎn)生的拮抗物質(zhì)濃度較低、純化困難等。因此,利用基因工程提高綠色木霉對(duì)不利環(huán)境的適應(yīng)性成為研究熱點(diǎn),可為大規(guī)模應(yīng)用綠色木霉提供保障。針對(duì)綠色木霉生物功能的開發(fā)尚不全面,未來仍需進(jìn)一步進(jìn)行研究。
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