水生拉恩菌和东方木霉协同防治菜豆细菌性疫病的研究成果

【字体: 时间:2025年03月08日 来源:Egyptian Journal of Biological Pest Control 2.1

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  研究人员为防治菜豆细菌性疫病(BCB),研究水生拉恩菌(Ra)和东方木霉(TO),发现二者组合可有效控病,意义重大。

  在农业的大舞台上,小小的菜豆却面临着巨大的挑战。菜豆(Phaseolus vulgaris L.)作为重要的豆类作物,富含蛋白质和矿物质,是人们餐桌上的常客。然而,细菌性疫病(Bacterial common blight,BCB)这个 “恶魔”,严重威胁着菜豆的生长。它由地毯草黄单胞菌菜豆致病变种(Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli,Xap)引起,在全球范围内肆虐,影响着菜豆的产量和质量。一旦染病,菜豆的茎、荚和叶上会出现棕褐色水渍状病斑,荚上的病斑还会变黑坏死,让菜农们头疼不已。
目前,防治细菌性疫病的主要方法是使用合成化学药剂,但这就像是一把双刃剑。一方面,它能在一定程度上控制病害;另一方面,却对人类健康和环境造成了严重危害。比如,铜基杀菌剂虽然能减少细菌数量,但长期使用会污染土壤和水源。而培育抗病品种呢,在大多数菜豆种植国家,还没有合适的品种可供选择。因此,寻找一种绿色、环保又有效的防治方法迫在眉睫。

在这样的背景下,来自埃及阿斯尤特大学植物病理学系和沙特阿拉伯国王费萨尔大学理学院生物科学系的研究人员 Nashwa M. A. Sallam 和 Munirah F. Aldayel 挺身而出,开展了一项关于水生拉恩菌(Rahnella aquatilis,Ra)和东方木霉(Trichoderma orientale,TO)协同防治菜豆细菌性疫病的研究。他们的研究成果发表在《Egyptian Journal of Biological Pest Control》上,为菜豆细菌性疫病的防治带来了新的希望。

研究人员主要采用了以下几种关键技术方法:一是分离和鉴定技术,从菜豆根际土壤中成功分离出 Ra 和 TO,并通过序列分析进行准确鉴定;二是体外抑菌实验,利用琼脂扩散法检测 Ra 和 TO 对 Xap 的抑制作用;三是温室实验,在模拟自然环境的温室中,设置不同处理组,评估各处理对菜豆病情、植株生长和种子萌发的影响;四是细菌计数和疾病指数测定,通过特定方法统计植株叶片中的细菌数量,并依据标准对疾病严重程度进行打分。

下面来看看具体的研究结果:

  1. 抗菌活性:通过琼脂扩散实验发现,Ra 40 和 TO4 对 Xap 的生长均有抑制作用,其产生的抑菌圈分别为 0.7cm 和 0.6cm 。基于此,这两个菌株被选用于后续研究。
  2. 菌种鉴定:经 PCR 扩增和 BLAST 分析,确定细菌分离株 Ra 40 为水生拉恩菌,与已知菌株相似度达 100%;真菌分离株 To4 为东方木霉,相似度同样为 100% 。
  3. 对种子萌发的影响:体外实验表明,Ra 40 和 TO4 处理均对番茄种子萌发有影响。其中,Ra 40 处理的种子发芽率为 85 ± 2.1%,TO4 处理的为 87 ± 2.3%,而含有致病菌株的对照组发芽率仅为 63 + 3.2% 。
  4. 对植株内细菌数量的影响:温室实验数据显示,单独使用 Ra 40 喷雾处理,植株叶片中的细菌数量为 2.1×106 cfu/g;TO4 灌根处理,细菌数量为 5.6×106 cfu/g;二者联合处理(喷雾 + 灌根)虽未明确细菌数量,但可知其能降低细菌数量,而感染对照组的细菌数量高达 5.30×106 cfu/g 。
  5. 对疾病严重程度的影响:在温室条件下,Ra 40 喷雾处理的疾病严重程度为 39.1 + 3.4%,TO4 灌根处理为 45.3 + 2.9%,联合处理为 35.2 + 3.3%,而感染对照组的疾病严重程度高达 78.5 + 2.1% 。这表明单独使用 Ra 或 TO,以及二者联合使用都能显著降低菜豆细菌性疫病的严重程度。
  6. 对植株鲜重和干重的影响:实验结果表明,处理组的植株在根和茎的鲜重和干重上均优于感染对照组。例如,Ra 40 喷雾处理的根鲜重为 25 g-1植株,TO4 灌根处理的为 35 g-1植株,联合处理的根鲜重可达 39 g-1植株 。
  7. 锌和磷酸盐溶解能力:研究发现,Ra 40 和 TO4 都具有较强的锌和磷酸盐溶解能力。其中,Ra 40 对锌的溶解能力为 “+++”,TO4 为 “++”;在磷酸盐溶解方面,二者均为 “+++” 。

综合研究结果和讨论部分,这项研究意义重大。首先,首次证明了 Ra 和 TO 联合接种对防治菜豆细菌性疫病具有显著效果,二者协同作用,不仅能有效降低病害严重程度,还能促进植株生长、提高种子发芽率。其次,这两种生物防治剂(Biocontrol agents,BCAs)对环境友好,减少了化学药剂的使用,符合可持续农业的发展理念。此外,该研究为后续进一步探究微生物间的相互作用机制、筛选更多有效菌株以及开展田间试验奠定了基础。但目前该研究还处于初步阶段,未来还需深入研究其在实际田间环境中的应用效果,以及它们对植物激素转化、蛋白质和抗生素产生等方面的影响。相信在科研人员的不断努力下,菜豆细菌性疫病的防治将取得更大的突破,为全球菜豆产业的发展保驾护航。
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