基本信息
- 项目名称：
- 防治番茄根结线虫病芽孢杆菌菌株的筛选与鉴定
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 该作品依据生态平衡原理和农产品安全生产及农业可持续发展的要求，从农田土壤中分离能够抑制病原真菌和根结线虫的双功能芽孢杆菌（Bacillus spp.），共获得了10个菌株，并研究了它们对番茄植株的促生长作用和细菌学归属。
- 详细介绍：
- 通过80℃水浴10分钟，排除不能耐高度的真菌，细菌，原生动物等的干扰，靶向筛选耐高温、具芽孢的芽孢杆菌，以三七根腐病病原真菌茄镰刀菌为指示菌，从农田土壤中分离出有抑菌圈的芽孢菌216株。在塑料杯中接种南方根结线虫，播种易感线虫的番茄品种“云杂8号”，随后将这216菌株发酵，以浓度浇塑料杯中，以已知具杀线虫效果的专利菌株B9601-Y2和不加生防菌为对照，40天后，拔出所有处理的植株，因根结较小，仅观察根结基本情况，粗筛出10株具有控制番茄根结线虫病效果的芽孢杆菌。然后于不同时间段，分两批测定这10株杆菌的控制番茄根结线虫病和促进番茄生长的效果。第一批测定了6株，第二批测定了4株，且都独立设有B9601-Y2和空白对照，第二批另设有“阿维菌素”药剂对照。此外，为了明确部分菌株的控病时间，在第一批测定后，再播种番茄，不另施生防菌剂和农药，测定了3个菌株的持效期。上述试验得到了如下结果： 1、从216株芽孢杆菌中新筛到10株具有防治番茄根结线虫的菌株，防治效果达46.90%～94.85%。 2、利用传统细菌学鉴定方法将10个新菌株鉴定为芽孢杆菌属，与16S rDNA序列相结合，将4个菌株鉴定种，其他2个为枯草芽孢杆菌，2个为解淀粉芽孢杆菌。 3、10个菌株均能促进番茄植株生长。 4、新筛选到的YN201001和YN201002及对照菌株B9601-Y2具有很好的持效期，施用113d后，对番茄根结线虫病的防治效果仍然达49.99%-66.70%。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本作品依据生态平衡原理和芽孢杆菌具有耐高温的芽孢，耐贮藏、货架期长的特点，首先采用80℃温度煮土壤以杀死其他生物，留下耐热的芽孢杆菌。获得芽孢杆菌后，稀释发酵一定倍数后浇于接种根结线虫的番茄苗的土壤中，筛选线虫病最轻的处理，获得具防治线虫的菌株，并调查其促进番茄生长作用。最后，以细菌学常用的生理生化鉴定方法，并辅以16S rDNA序列测定，确定菌株的分类地位。
科学性、先进性及独特之处
- 作者依据前述科研思想，从土壤中分离出了216株芽孢菌菌株，初步筛选和鉴定出了10株具有防治番茄根结线虫的菌株，最高防效达94.85%，并兼有促生长的作用。这些菌株是来自土壤，易于在土壤中定殖，符合农业可持续发展方向，它对环境友好。因其具有芽孢的特点，易于生产，可做为根结线虫防治制剂开发。因此，本作品的特点在于以生态平衡的观点，走农业可持续发展之路，获得了生产根结线虫防治的基础材料。
应用价值和现实意义
- 近年来，随着大棚番茄种植面积的不断增加，番茄根结线虫病在全国各地发生日益严重，一般减产20％-40％，严重的甚至绝收。本项目已获得了10株具有控制根结线虫并促进番茄生长的芽孢杆菌，可进一步用于商品化生产，减少化学农药用量，改进农业生态平衡，提高农业生产经济效益和社会效益，符合农业生产发展方向，具有重要现实意义和应用前景。
学术论文摘要
- 番茄根结线虫病是番茄上的一种难以防治的重要根部病害。本实验通过温室盆栽试验，接种根结线虫，筛选具有抑制病原真菌并对根结线虫具有防治作用的芽孢杆菌菌株。通过两轮的连续筛选，从216株芽孢杆菌中新筛到10株具有防治番茄根结线虫的菌株，防治效果达46.90%～94.85%。其中菌株YN201011防治效果达94.85%，与3%阿维菌素水乳剂相当，2株的防治效果与生防菌株B9601-Y2的相当，3株的防治效果优于B9601-Y2。新筛选到的菌株还有明显促进番茄植株生长的作用。生理生化鉴定这10个菌株属于芽孢杆菌，其中以16SrDNA序列初步证明菌株YN201001和YN201002为枯草芽孢杆菌，YN201005、YN201011为解淀粉芽孢杆菌。
获奖情况
- 本作品于本校第九届“挑战杯”学生课外学术科技作品竞赛中获生命科学类一等奖。本作品于第六届本省高校青年学术科技节中获自然科学类学术论文一等奖。
鉴定结果
- 目前在国内外文献中，尚未见他人报道的与本次查新项目研究内容和方法一致的报道。
参考文献
- 徐建华, 魏大为, 詹裕定, 等. 江苏省大棚蔬菜寄生线虫的种类和发生[J]. 南京农业大学学报, 1994, 17 (1) : 47-5l 刘志明, 白先进, 秦碧霞, 等. 石灰氮防治番茄根结线虫盆栽试验[J]. 植物保护, 2006, 32 (2): 105-106 丁晓帆, 梁蓉, 王新军.甲胺基阿维菌素苯甲酸盐对南方根结线虫的毒力、防效及安全性研究[J]. 南京农业大学学报，2009, 32 (4): 85-88 雷丽萍, 李天飞, 杨铭. 几种捕食真菌对烟草根结线虫致病力研究初报[J]. 中国烟草, 1994,(3):25-27 李俊喜, 刘润进. 菌根真菌菌剂防治作物土传病害潜力分析[J]. 植物病理学报,2007, 37(1): l-8 Whipps J M. Prospects and limitations for mycorrhizas in biocontrol of root pathogens. Canadian Journal of Botany, 2004, 82:1198-1227 丁国春,付鹏,李红梅,等.枯草芽孢杆菌AR11菌株对南方根结线虫的生物防治[J].南京农业大学学报,2005,28(20):46-49 东秀珠,蔡妙英.常见细菌系统鉴定手册[M].北京:科学出版社,2001 焦安英, 杨传平, 李永峰, 等. Characterization and phylogenetics of a new species of genus Lactobacillus from the activated sludge in biohydrogen production[J]. Journal of Harbin Institute of Technology (New Series), 2006, 14(6):30-34 于力, 朱为民, 薛林宝, 等. 番茄根结线虫病的研究进展[J].中国蔬菜, 2006, (11): 35～38
同类课题研究水平概述
- 根结线虫病是重要土传病害，在防治上有土壤病害共有特点，即逐年富集，轮作难在短时期内见效，田间管理等措施效果不甚明显，难以施用物理方法，而化学防治常因杀线剂等为药剂主要为灭生性，破坏生态平衡，污染土壤、地下水和大气，作物安全期较长，且防治成本高昂，致使化学药剂防治应用范围受到很大限制。生物防治因其对环境友好，安全而被越来越受到重视。 根结线虫病的生物防治包括天敌真菌、细菌及其代谢产物和植物源杀线虫剂等的利用。在天敌真菌方面，研究历史不长，汪来发等总结出有20多个属的真菌可对根结线虫进行卵寄生。其中研究最深的的是淡紫拟青霉，已被各国学者广泛应用于根结线虫的生防并制成为商品。至少发现有20多个种的真菌产生的毒素对线虫有毒害作用。从高除虫链霉菌的代谢物中分离到一种大环内酯类化合物，命名为阿维菌素，该化合物正处在商业开发阶段。云南大学的张克勤教授研究小组一直致力于捕食线虫真菌研究，并开发出了临时登记产品。（3）细菌及其代谢产物的利用巴氏杆菌是植物线虫工作者的研究焦点，对多种线虫防效显著，但由于它是专性寄生物，大量生产受到限制，目前尚无商品化制剂。近些年，各国植物病理学工作者都在致力于防治根结线虫细菌的研究，主要集中在在荧光假单胞杆菌、球形芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌等属细菌上。德国洪堡大学细菌遗传研究所的Borriss教授利用解淀粉芽孢杆菌FZB42在温室中防治根结线虫取得了较好效果，云南农业大学何月秋教授利用解淀粉芽孢杆菌B9601-Y2（本研究对照菌株）在山东和云南省的大棚温室中防治番茄根结线虫病取得了很好效果，南京农业大学郭坚华教授课题组利用枯草芽孢杆菌防治番茄，香蕉等作物根结线虫病也取得了重大进展，云南大学张克勤教授课题组还对芽孢杆菌防治根结线虫的机制进行了研究。本研究依据生态平衡原理，采用80℃高度处理土壤，杀死芽孢杆菌以外的不耐高温的其他生物的方法，靶向性分离产芽孢、易培养、耐贮藏和易于商品化生产的芽孢杆菌，并致力于筛选可抑制土壤常见病原真菌镰刀菌和控制根结线虫双价功能的芽孢杆菌，在分离和纯化的技术体系上有很高的创新性，尚未见到过走类似的技术路线的报道；也未见到在施入生防菌后，第二茬防治效果仍达到66.70%的报道，即筛选的芽孢杆菌的持效期较长。
