優(yōu)良生防菌劑對(duì)茶樹炭疽病的影響及其抗病機(jī)理

摘 要：探討了優(yōu)良生防菌劑對(duì)茶樹抗炭疽病能力的影響，并對(duì)其抗病機(jī)理進(jìn)行初步研究。結(jié)果表明：JSNL001為茶樹炭疽病的優(yōu)良生防菌劑。JSNL001提高了茶樹葉片的葉綠素含量及根系活力水平，可顯著增強(qiáng)茶樹細(xì)胞膜SOD和POD活性，有效保護(hù)茶樹葉片細(xì)胞膜的完整性，進(jìn)而增強(qiáng)茶樹的抗病能力。

關(guān)鍵詞：生防菌劑；茶樹；炭疽??；抗病能力

中圖分類號(hào)：S476 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）10–00-03

近年來，茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，茶園種植面積快速增加。然而，隨著化學(xué)肥料、化學(xué)農(nóng)藥的大量使用，茶園土壤酸化、茶園內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)失衡、病蟲害發(fā)生等問題日益嚴(yán)重，從而影響了茶樹的生長(zhǎng)發(fā)育，嚴(yán)重威脅著茶產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。植物細(xì)胞膜中存在一系列保護(hù)酶，當(dāng)受到病蟲害脅迫時(shí)，其對(duì)細(xì)胞的生命活動(dòng)具有一定保護(hù)作用，可減少對(duì)植物的傷害，從而增強(qiáng)植物的抗病能力[2]。高效優(yōu)良的生防菌劑既能豐富茶園生物種類，改善茶園生態(tài)環(huán)境，也能在一定程度上發(fā)揮細(xì)胞膜的調(diào)節(jié)作用，增強(qiáng)茶樹的抗病能力。分析生防菌劑對(duì)茶樹抗病能力的影響，篩選防效優(yōu)良的生防菌劑，從而在茶樹細(xì)胞膜保護(hù)酶水平分析生防菌劑增強(qiáng)茶樹抗病能力的機(jī)理，為后續(xù)深入研究茶樹優(yōu)良生防菌劑的作用機(jī)理提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試茶樹

江蘇省句容市江蘇茶博園內(nèi)5年生茶園。

1.1.2 供試菌株

試驗(yàn)共選擇3種生防真菌作為供試菌株，分別是綠色木霉JSCBY001、矮小傘霉JSCBY002和鏈格孢菌JSCBY003，均由江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院、江蘇省茶業(yè)研究所在茶園土壤中自行分離并保存。將各供試菌株接種于PD培養(yǎng)基中，于搖床內(nèi)進(jìn)行黑暗振蕩培養(yǎng)（25 ℃，

40 r/min）。暗培養(yǎng)獲得生防真菌的孢子懸浮液，將其稀釋到2×106個(gè)/mL備用。

1.2 生防菌劑的田間噴施

2021年7月10日（炭疽病的盛發(fā)期），在供試茶園內(nèi)進(jìn)行生防菌劑的田間噴施。每種菌劑均噴施約

0.33 hm2茶園，以噴施等量清水的茶園為對(duì)照（CK）。試驗(yàn)共設(shè)3組重復(fù)。

1.3 研究及測(cè)定分析方法

1.3.1 感病率、感病指數(shù)計(jì)算

噴施菌劑后，定期監(jiān)測(cè)茶樹炭疽病的發(fā)病程度，統(tǒng)計(jì)感病率、感病指數(shù)。病情分級(jí)主要根據(jù)接種葉片正、反兩面出現(xiàn)的病斑數(shù)量及直徑。病株分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下：0 為正常；Ⅰ為正、反兩面有少量病斑，發(fā)病面積占葉片總面積1/4以下；Ⅱ?yàn)檎?、反兩面有病斑，發(fā)病面積占葉片總面積的1/4～1/2；Ⅲ為正、反兩面有病斑，發(fā)病面積占葉片總面積1/2～3/4；Ⅳ為正、反兩面有病斑，發(fā)病面積占葉片總面積3/4以上。

感病率=（感病株數(shù)/接種株數(shù)）×100%

感病指數(shù)=∑（各級(jí)病株數(shù)×該級(jí)代表數(shù)值）×100

/（總株數(shù)×最高一級(jí)代表數(shù)值）

在計(jì)算分析感病率、感病指數(shù)時(shí)，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)的所有處理中，均隨機(jī)選取300片葉進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。其中，在茶樹上、中、下各部位分別選取100片葉。

1.3.2 生理指標(biāo)測(cè)定及數(shù)據(jù)分析

在接種當(dāng)天（第0天）和接種后第5、10、15、20、25、30天時(shí)，隨機(jī)選取茶樹頂部未枯萎葉片，進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定。

（1）葉綠素含量測(cè)定：采用乙醇提取法；（2）根系活力測(cè)定：采用TTC法；（3）MDA含量測(cè)定：采用硫代巴比妥酸法[5]；（4）細(xì)胞膜保護(hù)酶活性的測(cè)定和SOD活性測(cè)定：采用NBT法；（5）POD活性測(cè)定：采用愈創(chuàng)木酚法[6]。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴施生防菌劑與茶樹抗炭疽病能力的關(guān)系

在不同處理組中，噴施生防菌劑后，隨著時(shí)間的推移，茶樹炭疽病均有發(fā)生，但不同處理間的感病率和感病指數(shù)存在較大的差異。CK的發(fā)病速度最快，第20天時(shí)，感病率已達(dá)60%；接種生防菌的處理中，感病率均低于50%，其中，噴施JSCBY001的處理感病率最低，僅為35%。第30天時(shí)，CK的感病率超過80%；噴施JSCBY002和JSCBY003處理組的感病率均較低，分別為56.2%、60.67%；噴施JSCBY001的處理組感病率仍明顯低于其他處理，僅為41.67%。

在不同統(tǒng)計(jì)時(shí)間段，各處理組茶樹的感病指數(shù)均逐步增加，CK的感病指數(shù)高于噴施生防菌劑的處理。第30天時(shí)，CK的感病指數(shù)高達(dá)45.2；噴施JSCB Y002和JSCBY003處理組的感病指數(shù)均低于對(duì)照組，分別為29.9、33.9；噴施JSCBY001處理組的感病指數(shù)最低，僅為27.08，明顯低于其他處理（圖1）。經(jīng)比較，噴施不同生防菌劑處理的茶樹抗炭疽病能力依次為JSCBY001＞JSCBY002＞JSCBY003＞CK。

圖1" 不同處理茶樹的抗病能力比較

2.2 生防菌劑對(duì)茶樹葉綠素含量的影響

噴施生防菌劑后，隨著茶樹炭疽病的發(fā)生，不同處理組的葉綠素含量均存在一定程度的變化。隨著時(shí)間推移和病害加重，噴施生防菌劑處理的茶樹葉綠素含量均顯著高于CK。其中，噴施JSCBY001的處理組葉綠素含量增幅最高，噴施JSCBY002和JSCBY003的處理組葉綠素含量增幅稍低。結(jié)合不同處理組茶樹的抗病能力變化，得出噴施生防菌劑后能夠明顯促進(jìn)茶樹葉綠素的合成，并且抗病能力較強(qiáng)的植株葉綠素含量整體水平也較高。

2.3 生防菌劑對(duì)茶樹根系活力的影響

噴施生防菌劑后，隨著時(shí)間推移和病害發(fā)展，不同處理組的根系活力存在較大的差異。在噴施生防菌劑

10 d后，各處理的茶樹葉根系活力增幅明顯，均高于CK。其中，噴施JSCBY001的處理組根系活力最強(qiáng)，噴施JSCBY002和JSCBY003的處理組根系活力次之。

結(jié)合不同處理組茶樹的抗病能力變化，得出隨著病害的不斷發(fā)展，噴施生防菌劑處理能夠明顯增強(qiáng)茶樹的根系活力，根系活力水平與茶樹的抗病能力呈正相關(guān)。

2.4 生防菌劑對(duì)茶樹葉片MDA含量的影響

在噴施生防菌劑第10天內(nèi)，各處理茶樹葉片的MDA含量無明顯的差異，處于較穩(wěn)定水平。隨著時(shí)間推移和病害發(fā)展，不同處理組的MDA含量呈現(xiàn)出較大的差異。CK的MDA含量最高，明顯高于噴施生防菌劑的各處理組；噴施JSCBY002和JSCBY003的處理組次之；噴施JSCBY001的處理組MDA含量最低。結(jié)合不同處理組茶樹抗病能力的變化，得出隨著病害的不斷發(fā)展，茶樹葉片內(nèi)MDA含量與茶樹的抗病能力呈負(fù)相關(guān)。

2.5 生防菌劑對(duì)茶樹細(xì)胞膜保護(hù)酶的調(diào)節(jié)作用

2.5.1 超氧化物歧化酶（SOD）活性的變化

噴施生防菌劑處理組的SOD活性總體均呈先上升后下降的變化趨勢(shì)。第10天時(shí)，噴施JSCBY001和JSCBY002處理組的SOD活性出現(xiàn)第1次峰值，其中

噴施JSCBY001處理組的SOD活性峰值最高，達(dá)320.39

U/（g·min），噴施JSCBY002處理組的SOD活性峰值稍

低，為281.12 U/（g·min）；此后SOD活性波動(dòng)明顯。第25天

時(shí)，噴施JSCBY001和JSCBY002處理組的SOD活性出現(xiàn)第二次峰值，但明顯低于第一次峰值；噴施JSCBY001處理組的SOD活性峰值仍是最高的，達(dá)272.23 U/（g·min），略高于噴施JSCBY002的處理組。噴施JSCBY003和CK

處理組的SOD活性均只在第15天時(shí)出現(xiàn)1次峰值，其中噴施JSCBY003處理組的峰值為270.14 U/（g·min）；CK的峰值最低，為180.54 U/（g·min），遠(yuǎn)低于噴施生防菌劑的處理（圖2）?？傮w來看，噴施生防菌劑后，抗病能力較強(qiáng)的茶樹SOD活性變化程度大于抗病能力較差的植株。

圖2" 不同處理茶樹SOD活性的變化

2.5.2 過氧化物酶（POD）的活性變化

結(jié)果表明，噴施生防菌劑處理組的POD活性均在第15天時(shí)出現(xiàn)1次明顯的峰值，總體呈現(xiàn)先上升后

下降的趨勢(shì)，抗病能力越強(qiáng)峰值越高。其中，噴施JSCBY001處理組達(dá)420.125 U/（g·min），噴施JSCBY002處理組為398.3 U/（g·min），噴施JSCBY003處理組為278.3 U/（g·min）。CK的POD活性上升緩慢，第20天時(shí)僅為210.6 U/（g·min）?？傮w來看，POD 活性的變化速度和峰值高低與茶樹的抗病能力呈正相關(guān)。

3 討論

我國(guó)茶產(chǎn)地環(huán)境多樣，茶園病蟲害發(fā)生情況復(fù)雜多變。當(dāng)前，我國(guó)大部分產(chǎn)茶區(qū)病蟲害防治仍以化學(xué)防治為主，忽視了生態(tài)環(huán)境對(duì)茶樹生長(zhǎng)的直接影響，導(dǎo)致茶園生態(tài)平衡遭到破壞，茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)明顯降低[7]。如何實(shí)現(xiàn)茶園病蟲害的無公害管理已成為當(dāng)前亟待解決的問題。近年來，植物病蟲害的生物防治以無污染、低毒、低殘留、不易產(chǎn)生抗藥性等優(yōu)點(diǎn)逐漸受到青睞，生防菌劑的研究與應(yīng)用已成為茶園管理中的研究熱點(diǎn)[8]。研究表明，生防菌劑枯草芽孢桿菌等對(duì)瘡痂病有較好防治效果，同時(shí)能促進(jìn)植株生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量[9]。此研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)良生防菌劑JSNL001的噴施可以降低茶樹的感病率和感病指數(shù)，能夠明顯增強(qiáng)茶樹的抗炭疽病能力。

3.1 葉綠素含量和根系活力對(duì)茶樹抗炭疽病能力的影響

葉綠素是影響植物光合作用的重要色素，葉綠素含量的提高可以增強(qiáng)植物的同化作用，直接影響植物體有機(jī)物的合成與積累。根系活力可以增強(qiáng)根系的吸收能力，為植物生長(zhǎng)提供足夠的養(yǎng)分。在此研究中，噴施優(yōu)良生防菌劑后，提高了茶樹葉片的葉綠素含量及根系活力水平，增強(qiáng)了茶樹的長(zhǎng)勢(shì)，為增強(qiáng)茶樹的抗病能力奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)[10-14]。

3.2 SOD和POD對(duì)茶樹抗炭疽病能力的影響

SOD和POD是植物細(xì)胞膜系統(tǒng)的重要保護(hù)酶，SOD的產(chǎn)物H2O2是POD形成的底物，因此SOD和POD

活性之間存在一定的動(dòng)態(tài)平衡，兩者協(xié)同作用使細(xì)胞膜內(nèi)活性氧維持在較低水平，以保證植物正常的生命活動(dòng)。SOD和POD活性的強(qiáng)弱是表征植物清除活性氧能力強(qiáng)弱的重要指標(biāo)，也可以反映植物對(duì)逆境脅迫的敏感程度。MDA作為細(xì)胞受脅迫嚴(yán)重程度的指標(biāo)之一，其累積量增加會(huì)對(duì)膜和細(xì)胞造成一定的傷害，與茶樹的抗病能力呈負(fù)相關(guān)。在此研究中，與CK相比，噴施生防菌劑能夠顯著增強(qiáng)茶樹細(xì)胞內(nèi)SOD和POD的活性，酶活達(dá)到峰值的速度快慢和峰值高低與茶樹的抗病能力強(qiáng)弱呈正相關(guān)，表明茶樹的抗病能力與SOD和POD均存在重要關(guān)系。結(jié)合MDA含量的變化，認(rèn)為噴施優(yōu)良生防菌劑處理后，可顯著調(diào)節(jié)茶樹細(xì)胞膜SOD和POD活性，在SOD和POD的協(xié)同作用下，不斷清除茶樹體內(nèi)產(chǎn)生的超氧自由基，有效減輕炭疽病對(duì)茶樹細(xì)胞膜系統(tǒng)的損傷，而且增強(qiáng)了茶樹的抗病能力。

4 結(jié)束語

分析不同生防菌劑對(duì)茶樹抗病能力的影響，在生理生化和細(xì)胞膜保護(hù)酶水平分析了生防菌劑增強(qiáng)茶樹抗病能力的機(jī)理。得出優(yōu)良生防菌劑JSCBY001通過提高茶樹葉片的葉綠素含量和根系活力，增強(qiáng)了樹勢(shì)；調(diào)節(jié)茶樹細(xì)胞膜SOD和POD活性，在SOD和POD

的協(xié)同作用下，高效清除茶樹體內(nèi)產(chǎn)生的超氧自由基，減輕了炭疽病對(duì)茶樹細(xì)胞膜系統(tǒng)的損傷。在今后研究中，可考慮在自然生長(zhǎng)條件下，進(jìn)一步分析多種生防菌劑復(fù)配或混合使用的效果，為生防菌劑的開發(fā)和推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳秋芳，付亮，路志芳.土壤微生物分離純化和分子鑒定實(shí)驗(yàn)研究[J].安陽工學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，15（4）：27-29.

[2] 徐超，張紅巖，劉國(guó)華，等.菌根真菌對(duì)鐵皮石斛的影響及其抗病機(jī)理研究[J].西部林業(yè)科學(xué)，2017，46（3）：1-5.

[3] 郝金輝，包慧芳，王寧，等.庫爾勒香梨黑斑病菌拮抗菌篩選及其抑菌機(jī)理[J].微生物學(xué)通報(bào)，2022，49（9）：3709-3721.

[4] 蔡甜星，劉楚非，蔡烈偉，等.放線菌V17的分類鑒定及其對(duì)茶樹炭疽病菌的拮抗作用[J].寧德師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2021，33（3）：281-285.

[5] 李合生，孫群，趙世生，等.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京： 高等教育出版社，2000.

[6] 陳建勛，王曉峰.植物生理生化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2005.

[7] 余中萍.生態(tài)茶園建設(shè)及種植管理技術(shù)[J].南方農(nóng)機(jī)，2020，

51（14）：86，137.

[8] 王超，郭堅(jiān)華，席運(yùn)官，等.拮抗細(xì)菌在植物病害生物防治中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（18）：1-6.

[9] 王鵬程，金光輝，張春雨，等.不同生防菌劑組合及施用方式對(duì)馬鈴薯瘡痂病的防治效果及促生作用[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2022，35（4）：797-803.

[10] 徐春花，嚴(yán)瑾，陸利民，等.化肥減施條件下生防菌劑對(duì)草莓生長(zhǎng)的影響[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2023，39（6）：56-59.

[11] 李俊花，劉浩，張海平，等.不同害蟲生防菌劑對(duì)煙草生長(zhǎng)生理的影響[J].中國(guó)種業(yè)，2023（10）：108-113.

[12] 劉松年，陶珍，聞小霞，等.不同生防菌劑對(duì)番茄苗期猝倒病防治效果的評(píng)價(jià)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，51（19）：132-134.

[13] 涂鏡，魏寶陽，付威，等.生防菌對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)影響的研究進(jìn)展[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023（6）：96-100.

[14] 蔣希玉.柑橘潰瘍病生防菌的篩選與評(píng)價(jià)[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2023.

收稿日期：2024-08-28

基金項(xiàng)目：江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級(jí)課題（2019kj030）；江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級(jí)課題（2023kj03）。

作者簡(jiǎn)介：徐超（1979—），男，山東德州人，研究員，研究方向?yàn)樯直Ｗo(hù)。#通信作者：張紅巖，E-mail：645803447@qq.com。