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SAS | 河北省农林科学院石洁课题组筛选、鉴定玉米腐霉茎腐病生防木霉菌株并分析其防治效果

已有 721 次阅读 2023-11-29 10:57 |个人分类:论文|系统分类:论文交流

中国农业科学|河北省农林科学院石洁课题组筛选、鉴定玉米腐霉茎腐病生防木霉菌株并分析其防治效果

玉米茎腐病（stalk rot）是世界玉米产区普遍发生的一种重要病害，在我国各玉米种植区均有发生，不仅造成严重的产量损失，该病害造成的倒伏玉米还会增加穗腐病发生机率，严重影响玉米品质。玉米茎腐病的病原菌种类繁多，我国茎腐病主要病原菌为镰孢菌（Fusariumspp.）和腐霉菌（Pythium spp.）。腐霉茎腐病发生在玉米生育后期，受环境影响较大，病害一旦发生，没有有效的田间控制措施，因此，针对腐霉茎腐病的防治工作至关重要。

目前防治方法主要为种植抗病品种、化学防治和生物防治。种植抗病品种是最经济、有效的措施，但玉米品种间对腐霉茎腐病的抗性差异较大，高抗品种稀缺。同时生产中针对腐霉茎腐病的化学药剂防治效果欠佳，目前主要采取含精甲霜灵成分的化学种衣剂和增施钾肥来减少病害发生。随着化学农药的长期和大量使用而引起的环境和抗药性等问题日益凸显。因此，开发高效、安全的生物防治产品是防治腐霉茎腐病的重要途径。

近期，河北省农林科学院植物保护研究所/农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室/河北省农业有害生物综合防治技术创新中心/河北省作物有害生物综合防治国际科技联合研究中心石洁课题组完成的题为“玉米腐霉茎腐病生防木霉菌株的筛选、鉴定及防治效果分析”的研究论文在《中国农业科学》2023年第56卷22期正式发表。

该研究采用菌丝生长速率法测试候选木霉菌株对肿囊腐霉（Pythium inflatum）、强雄腐霉（P. arrhenomanes）和芒孢腐霉（P. aristosporum）的抑制作用，筛选拮抗菌株；通过形态学和分子生物学特性确定Tr21菌株的分类地位；采用常规抑菌方法观察Tr21对腐霉菌丝形态的影响；采用溴化丙啶（PI）染液检测法及对不同处理时间菌丝上清液中蛋白和核酸吸光值的检测，分析Tr21发酵液对腐霉菌细胞膜通透性的影响；通过不同浓度Tr21发酵滤液浸种试验，检测Tr21发酵滤液对玉米种子发芽性状的影响；通过温室盆栽试验和田间人工接种试验，明确Tr21对腐霉茎腐病的防治效果。

Tr21不同浓度发酵滤液对3种腐霉菌的抑制率

从实验室保存的109株木霉菌中，筛选到7株木霉菌对肿囊腐霉、强雄腐霉和芒孢腐霉具有拮抗活性，抑制率均>60%，其中Tr21菌株对3种腐霉菌的抑制率达到100%，其5×、10×和20×稀释液对3种腐霉菌的抑制率均达到100%。50×稀释液对3种腐霉菌的最低抑制率也达到55.56%。经形态学和分子生物学鉴定，Tr21为非洲哈茨木霉（T. afroharzianum）。显微镜观察显示Tr21发酵滤液能够造成腐霉菌菌丝变粗、菌丝分枝增多、节点缩短、断裂、内含物溢出等畸形现象。PI荧光染色试验显示Tr21发酵滤液导致3种腐霉菌的细胞膜受损，PI染液更易穿透受损的细胞膜进入到菌丝体内，使菌丝染成红色。核酸、蛋白泄露试验发现发酵滤液处理过的菌丝吸光值变化较大，处理5 h后，肿囊腐霉、芒孢腐霉和强雄腐霉菌丝的OD₂₆₀均增加了0.08，OD₂₈₀分别增加了0.10、0.11和0.10，表明腐霉菌菌丝细胞膜受损或其完整性被破坏，导致菌丝内含物外溢。不同浓度Tr21发酵滤液对玉米种子的发芽性状无影响，且当Tr21发酵滤液浓度为20×稀释液时对玉米种子的萌发和生长促进效果最好。

Tr21发酵滤液对3种腐霉菌菌丝生长的影响

盆栽试验结果表明，Tr21发酵滤液浓度为5×稀释液时，对3种腐霉茎腐病的室内防治效果最佳，分别为60.67%、63.15%和59.66%。用Tr21的5×稀释液进行种子处理，当药种质量比例为1﹕100时，对腐霉茎腐病的防治效果最高，达82.25%。

Tr21发酵滤液对腐霉茎腐病防治效果

从109份木霉菌株中筛选到对肿囊腐霉、强雄腐霉和芒孢腐霉均具有较高活性的菌株Tr21，该菌株的发酵滤液可导致腐霉菌菌丝畸形、断裂、细胞膜受损、内含物溢出等，经鉴定Tr21为非洲哈茨木霉。室内防治试验和田间人工接种试验均表明该菌株发酵液包衣玉米可有效抑制腐霉茎腐病的发生。

该研究获得河北省省级科技计划(20326516D)、国家现代农业产业技术体系(CARS-02)的资助。

论文链接：

《玉米腐霉茎腐病生防木霉菌株的筛选、鉴定及防治效果分析》

引用本文：

郭宁, 孙华, 马红霞, 刘树森, 张海剑, 石洁, 郑晓娟, 董跃广. 玉米腐霉茎腐病生防木霉菌株的筛选、鉴定及防治效果分析[J]. 中国农业科学, 2023, 56(22): 4453-4466.

GUO Ning, SUN Hua, MA HongXia, LIU ShuSen, ZHANG HaiJian, SHI Jie, ZHENG XiaoJuan, DONG YueGuang. Screening, Identification and Control Efficacy Analysis of Trichoderma Strains Against Maize Pythium Stalk Rot[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2023, 56(22): 4453-4466.

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