CN101643705A - 一种抑制番茄灰霉病的粘帚霉菌菌株 - Google Patents

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CN101643705A CN200910072862A CN200910072862A CN101643705A CN 101643705 A CN101643705 A CN 101643705A CN 200910072862 A CN200910072862 A CN 200910072862A CN 200910072862 A CN200910072862 A CN 200910072862A CN 101643705 A CN101643705 A CN 101643705A
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一种抑制番茄灰霉病的粘帚霉菌菌株,它涉及一种粘帚霉菌菌株。本发明提供了粘帚霉属的一个新菌株,可用于抑制番茄灰霉病,并对其它多种真菌病害具有抑制效果,为生物防治番茄灰霉病和利用生物技术培育番茄灰霉病抗性品种奠定了物质基础。本发明抑制番茄灰霉病的粘帚霉菌为粉红粘帚菌WY-1,保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏号为CGMCCNo.1977。本发明粉红粘帚菌WY-1对番茄灰霉病、番茄叶霉病、番茄绵疫病、番茄黄萎病、番茄枯萎病、杨树烂皮病、杨树枯萎病和黑穗醋栗叶斑病病原菌都有明显的抑制作用,可以抑制了病原菌菌丝的生长。

Description

一种抑制番茄灰霉病的粘帚霉菌菌株
技术领域
本发明涉及一种粘帚霉菌菌株。
背景技术
番茄灰霉病是一种世界性番茄病害,也是番茄的主要病害。番茄灰霉病主要为害花果,亦可为害叶片与茎;幼果染病较重,柱头和花瓣多先被侵染,后向果实转移;果实多从果柄处向果面扩展;致病果皮呈灰白色、软腐,病部长出大量灰绿色霉层,严重时果实脱落,失水后僵化;叶片染病,多从叶尖开始,病斑呈“V”字形向内扩展,初水渍状,浅褐色,有不明显的深浅相间轮纹,潮湿时,病斑表面可产生灰霉,叶片枯死;茎染病,产生水渍状小点,后迅速扩展成长椭圆形,潮湿时,表面生灰褐色霉层,严重时可引起病部以上植株枯死。遭受番茄灰霉病侵染的番茄一般减产20%~30%,有时减产高达50%左右,严重时甚至造成番茄绝产。
番茄灰霉病病原菌是灰葡萄孢(Botrytis cinerea),该病原菌寄主范围极广,不仅危害番茄,还危害侵染黄瓜、葡萄、玫瑰等几十科数百种植物,同时该菌还有极强的腐生能力,可以在离体的组织上或土壤中旺盛生长。由于缺乏抗番茄灰霉病的番茄抗源材料,所以通过常规方法很难育成番茄灰霉病的抗性品种。长期以来,灰霉病防治主要依赖多菌灵、速克灵等化学药剂的使用;但由于病菌抗药性迅速产生,其防治效果大大下降,并且严重污染农产品和环境,危及人畜安全健康。
随着人们生活水平的不断提高,对蔬菜产品的质量要求也越来越高,无公害、绿色食品甚至有机食品逐渐成为蔬菜消费市场的主流,因此,采用生物防治技术得到了广泛的认可。目前,利用粘帚霉(Bionectria ochroleuca)菌防治、拮抗农作物病害被视为最有效的手段。
发明内容
本发明提供了粘帚霉属(Bionectria ochroleuca)的一个菌株,可用于抑制番茄灰霉病,并对其它多种农作物病害具有抑制效果,为生物防治番茄灰霉病和利用生物技术培育番茄灰霉病抗性品种奠定了物质基础。
本发明抑制番茄灰霉病的粘帚霉菌菌株为粉红粘帚菌WY-1(Bionectriaochroleuca WY-1),保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏号为CGMCC No.1977。
本发明中的粉红粘帚菌WY-1(Bionectria ochroleuca WY-1)属于半知菌亚门(Deuteromycotina)丝孢纲(Hyphomycetes)丛梗孢目(Moniliales)丛梗孢科(Moniliaceae)粘帚霉属(Bionectria ochroleuca),对灰葡萄孢——即番茄灰霉病的主要病原具有明显的拮抗作用。
本发明粉红粘帚菌WY-1由中国吉林省吉林市郊草炭土中分离、纯化得到。将本发明粉红粘帚菌WY-1接种到PDA固体培养基上培养,菌落由分枝状菌丝组成,菌丝较粗而长呈绒毛状。菌落表面平滑呈扁平状,有同心圆环和轻微的辐射状沟纹(如图1所示)。暗培养下该菌可产生黄色水溶性色素,在光照培养条件下,则为粉红色或橘红色。在显微镜下观察,本发明粉红粘帚菌WY-1菌丝分枝较多,无色具隔,菌丝较粗。本发明粉红粘帚菌WY-1分生孢子(5μm~7μm)×(3.0μm~5.0μm),表面光滑、帚状枝常轮状分枝3~4次;分枝末端产生分生孢子,无性孢子是单细胞的,长卵形或圆柱形(如图2和图3所示)。本发明粉红粘帚菌WY-1芽管无色,多数从分生孢子的一端长出。
本发明粉红粘帚菌WY-1可在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基、燕麦片琼脂培养基、高氏1号培养基、玉米粉蛋白胨培养基、胡萝卜培养基或孢子形成培养基上可以很好的生长和产孢,其中最适培养基为PDA培养基。可溶性淀粉为粉红粘帚菌WY-1生长和产孢的最佳碳源、适宜培养温度为22℃~28℃、适宜培养pH值为5~6。黑暗条件有利于粉红粘帚菌WY-1菌丝的生长,而在光照条件下有利于粉红粘帚菌WY-1产生分生孢子。温度高于38℃或低于4℃环境中粉红粘帚菌WY-1孢子均不能萌发,粉红粘帚菌WY-1孢子的致死温度为54℃,54℃处理10分钟粉红粘帚菌WY-1孢子的致死率达96.1%以上。本发明粉红粘帚菌WY-1对人畜无毒无害,安全性高,加热至56℃处理5分钟致死率达100%。
在温度为22℃、pH值为5、以可溶性淀粉为碳源的液体培养基中培养粉红粘帚菌WY-1 10天,然后将液体培养基接种到灭菌的麦粒上,光照培养12天,晾干制成粉红粘帚菌WY-1粉剂。本发明制成的粉红粘帚菌WY-1粉剂性质稳定,制作简单,成本低廉,易于保存。
本发明粉红粘帚菌WY-1(Bionectria ochroleuca WY-1)属于粘帚霉属(Bionectria ochroleuca)保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC,保藏地址是北京市朝阳区大屯路,中国科学院微生物研究所,保藏日期为2007年03月19日,保藏号为CGMCC No.1977。
附图说明
图1是本发明粉红粘帚菌WY-1(Bionectria ochroleuca WY-1)菌株在固体培养基上的菌落形态图。
图2是本发明粉红粘帚菌WY-1(Bionectria ochroleuca WY-1)菌丝与分生孢子形态图。
图3是本发明粉红粘帚菌WY-1(Bionectria ochroleuca WY-1)分生孢子形态图。
图4是具体实施方式一中粉红粘帚菌WY-1对灰葡萄孢的抑菌试验结果图。
图5是具体实施方式一中粉红粘帚菌WY-1与Genbank中收录的相近菌株的5.8S rDNA所构建的系统发育树。
图6是具体实施方式一中粉红粘帚菌WY-1与Genbank中收录的相近菌株的18S rDNA所构建的系统发育树。
图7是具体实施方式一第一种对峙培养试验中粉红粘帚菌WY-1与番茄灰霉病对峙培养的试验结果图。
图8是具体实施方式一第二种对峙培养试验中接种方式(2)中番茄长势图。
图9是具体实施方式一第二种对峙培养试验中接种方式(6)中番茄长势图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式,还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一:本实施方式抑制番茄灰霉病的粘帚霉菌菌株为粉红粘帚菌WY-1(Bionectria ochroleuca WY-1),保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏号为CGMCC No.1977。
本发明粉红粘帚菌WY-1可在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基、燕麦片琼脂培养基、高氏1号培养基、玉米粉蛋白胨培养基、胡萝卜培养基或孢子形成培养基上可以很好的生长和产孢,其中最适培养基为PDA培养基。其中玉米粉蛋白胨培养基(1000ml)由30g玉米粉、20g蛋白胨、20g蔗糖、18g琼脂和余量的蒸馏水组成。胡萝卜培养基(1000ml)由200g胡萝卜、20g葡萄糖、18g琼脂和余量的蒸馏水组成。孢子形成培养基(1000ml)由1.0g酵母膏、1.0g牛肉膏、2.0g胰蛋白胨、10.0g葡萄糖、0.1g硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)、18g琼脂和余量的蒸馏水组成。
本实施方式粉红粘帚菌WY-1由中国吉林省吉林市郊草炭土中分离、纯化得到。本实施方式粉红粘帚菌WY-1在可溶性淀粉为碳源生长最快且产孢量最高。最适培养温度为22℃,最适培养pH值为5。
将本实施方式粉红粘帚菌WY-1在PDA培养基上光照培养10天后用无菌水将孢子洗下,用三层cheesecloth(纱布)过滤,得到孢子悬浮液,用无菌水稀释为1×106孢子/ml备用。将灰葡萄孢接种于PDA固体培养基中央,在培养基边缘处放置直径为8mm的滤纸盘,并在滤纸盘上接种60μl的粉红粘帚菌WY-1孢子悬浮液,置于22℃恒温培养箱中培养。培养初期粉红粘帚菌WY-1和灰葡萄孢均正常生长,经过一段时间的培养两菌接触,灰葡萄孢的生长受到明显抑制,抑菌试验结果如图4所示,随着培养时间的增加,粉红粘帚菌WY-1的抑制圈明显扩大,灰葡萄孢无法继续生长并逐渐被粉红粘帚菌WY-1覆盖,由此说明本实施方式粉红粘帚菌WY-1对灰葡萄孢有抑菌作用。
本实施方式粉红粘帚菌WY-1对峙培养试验:
选择番茄灰霉病(B.cinerea),番茄叶霉病(Cladosporium fulvum),番茄绵疫病(Phytophthora parasitica),番茄黄萎病(Vertillium dahliae),番茄枯萎病(Fusarium wilt),杨树烂皮病(Valsa sordida Nit),杨树枯萎病(Alternaria),黑穗醋栗叶斑病(Pseudopeziza ribis Kleb.)8个病原真菌菌株进行平板对峙培养,将本实施方式粉红粘帚菌WY-1和所选择的病原菌分别接种于相同组分的PDA培养基上活化,然后分别从各活化菌落边缘用打孔器打成10mm直径的菌丝饼,再分两种不同的处理方式进行对峙培养:第一种、本实施方式粉红粘帚菌WY-1菌丝饼与病原菌菌丝饼间距离为4cm,并以单独培养的病原菌菌丝饼为对照;第二种、本实施方式粉红粘帚菌WY-1菌丝饼与病原菌菌丝饼的菌丝面相对贴在一起培养;对峙培养所用培养基均为直径为9cm的PDA固体培养基,并且每组试验重复进行3次,对峙培养试验培养皿在22℃恒温培养箱中倒置培养。
第一种对峙培养中抑菌率计算公式为:
抑菌率(%)=[(对照平均直径-处理平均直径)/对照平均直径]×100%
表1对峙培养实验数据
第一种对峙培养的试验结果如表1所示。根据表1列举的实验数据说明粉红粘帚菌WY-1对病原菌的抑菌效果均是随着时间的推移逐渐提高,粉红粘帚菌WY-1与病原菌接触后病原菌菌落直径不再增加,而粉红粘帚菌WY-1逐渐侵入病原菌生长圈。从粉红粘帚菌WY-1对8种病原菌的抑制作用效果来看,粉红粘帚菌WY-1在培养第4天时的平均抑制作用为38.48%,在培养第8天时抑制效果平均达77.6%。延长对峙培养时间,在对峙培养30天后粉红粘帚菌WY-1与病原菌成为一个整体,从中挑取菌丝继代培养,继代培养的40个培养皿中没有发现病原菌,说明粉红粘帚菌WY-1对番茄灰霉病(对峙培养试验结果如图7所示)、番茄叶霉病、番茄绵疫病、番茄黄萎病、番茄枯萎病、杨树烂皮病、杨树枯萎病和黑穗醋栗叶斑病病原菌都有明显的抑制作用。
第二种对峙培养过程中后没有看见病原菌菌落的出现,但在接种中心点位置粉红粘帚菌WY-1的菌丝明显增长,表明粉红粘帚菌WY-1抑制了病原菌菌丝的生长。
本实施方式粉红粘帚菌WY-1温室防治番茄灰霉病试验:
在温度为22℃、pH值为5、以可溶性淀粉为碳源的液体培养基中培养粉红粘帚菌WY-1 10天,然后将液体培养基接种到灭菌的麦粒上,光照培养12天,晾干制成粉红粘帚菌WY-1粉剂(4℃保存)。将粉红粘帚菌WY-1粉剂配制成浓度为1×106孢子/ml的悬浮液备用;番茄灰霉病病原菌(B.cinerea)用PDA培养基培养10天后加入含有0.05%(w/v)tween20和1%(w/w)KH2PO4的无菌水中配制成浓度为1×106孢子/ml的孢子悬浮液。温室内种植番茄品种佳人和L402,于6叶期进行接种,试验分为8个处理,每个处理选用番茄苗60株,采用叶面喷施,直到处理液从页面流下。番茄苗接种后保持温度为22±1℃、相对空气湿度90%以上。
8种接种方式为:
(1)同时接种番茄灰霉病孢子悬浮液和粉红粘帚菌WY-1悬浮液;
(2)先接种番茄灰霉病孢子悬浮液发病后喷施粉红粘帚菌WY-1悬浮液;
(3)先喷施粉红粘帚菌WY-1悬浮液7天后接种番茄灰霉病孢子悬浮液;
(4)先喷施粉红粘帚菌WY-1悬浮液7天后接种番茄灰霉病孢子悬浮液,此后每7天喷施一次粉红粘帚菌WY-1悬浮液;
(5)先接种番茄灰霉病孢子悬浮液发病后喷施化学药剂“灰霉大夫”;
(6)只接种番茄灰霉病孢子悬浮液;
(7)只喷施粉红粘帚菌WY-1悬浮液;
(8)只喷水对照。
接种番茄灰霉病孢子悬浮液第10天开始统计发病情况,每隔5天调查一次,病害分级标准:
0级——无病;
1级——1/4以下叶片发病;
2级——1/4~1/2叶片发病;
3级——1/2~3/4叶片发病;
4级——3/4以上叶片发病。
发病率和防治效果计算公式为:
发病率=[∑(各级病叶×该病级值)/(调查总叶×最高极值)]×100
防治效果(%)=[(对照区发病率-发病率)/对照区发病率]×100
本实施方式粉红粘帚菌WY-1温室防治番茄灰霉病的试验数据如表2所示。
表2温室防治效果
Figure G2009100728624D00071
本实验中所设置的环境条件最适合番茄灰霉病发病,由表2的试验数据(表2中发病率由病害级别准统计分析而来)可看出粉红粘帚菌WY-1能够起到防治番茄灰霉病的效果,其防治效果与化学药剂(灰霉大夫)相当,可以在实际环境中用于番茄灰霉病的防治。施用WY-1粉剂和“灰霉大夫”的防治效果分别为58.37%和52.44%。说明本实施方式粉红粘帚菌WY-1对番茄灰霉病具有优异的防治效果。
接种方式(2)中番茄长势如图8所示,接种方式(6)中番茄长势如图9所示。
采用CTAB法提取本实施方式粉红粘帚菌WY-1的总DNA,分别对粉红粘帚菌WY-1 5.8S rDNA和18S rDNA进行PCR扩增,然后利用UNIQ-10柱式DNA胶回收试剂盒(上海生工生物工程技术服务有限公司生产)回收纯化PCR产物,之后进行克隆、转化和5.8S rDNA、18S rDNA测序。粉红粘帚菌WY-1 18S rDNA如SEQ ID NO:3所示,粉红粘帚菌WY-1 5.8S rDNA如SEQID NO:2所示。
采用TOP10感受态细胞进行转化。
粉红粘帚菌WY-1 18S rDNA PCR扩增上游引物NS1:5’-GTAGTCATATGCTTGTCTC-3’,粉红粘帚菌WY-1 18S rDNA PCR扩增下游引物NS8:5’-TCCGCAGGTTCACCTACGGA-3’。PCR反应体系50μl:ddH2O35μl、10×buffer 5.0μl、dNTP 4.0μl、引物NS12.0μl、引物NS82.0ul、Taq酶1μl、粉红粘帚菌WY-1总DNA 1μl。PCR反应条件:94℃预变性5min,变性94℃1min、退火60℃1min、延伸72℃2min,共35个循环,延伸72℃10min。
粉红粘帚菌WY-15.8S rDNA PCR扩增上游引物ITS4:5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’,粉红粘帚菌WY-1 18S rDNAPCR扩增下游引物ITS5:5’-GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG-3’。PCR反应体系50μl:ddH2O 35μl、10×buffer 5.0μl、dNTP 4.0μl、引物ITS42.0μl、引物ITS52.0ul、Taq酶1μl、粉红粘帚菌WY-1总DNA 1μl。PCR反应条件:94℃预变性2min,变性94℃40s、退火52℃1min、延伸72℃1min,共40个循环,延伸72℃5min。
本实施方式粉红粘帚菌WY-1接种到PDA固体培养基上培养,菌落由分枝状菌丝组成,菌丝较粗而长呈绒毛状。菌落表面平滑呈扁平状,有同心圆环和轻微的辐射状沟纹。暗培养下该菌可产生黄色水溶性色素,在光照培养条件下,则为粉红色或橘红色。在显微镜下观察,本发明粉红粘帚菌WY-1菌丝分枝较多,无色具隔,菌丝较粗。本实施方式粉红粘帚菌WY-1分生孢子(5μm~7μm)×(3.0μm~5.0μm),表面光滑、帚状枝常轮状分枝3~4次;分枝末端产生分生孢子,无性孢子是单细胞的,长卵形或圆柱形,芽管无色,多数从分生孢子的一端长出。对本实施方式粉红粘帚菌WY-1同源进行比对(粉红粘帚菌WY-1与Genbank中收录的相近菌株的5.8S rDNA所构建的系统发育树如图5所示),粉红粘帚菌WY-1 5.8S rDNA与Bionectria ochroleuca xsd08089最为接近,其相似性达93%。因此,通过菌落形态、菌株生化性能以及5.8S rDNA比对结果可以确定本实施方式粉红粘帚菌WY-1属于粘帚霉属(Bionectriaochroleuca)。对粉红粘帚菌WY-1 18S rDNA进行同源性比对,比对结果如图6所示,发现与粉红粘帚菌WY-1 18S rDNA最为接近的是Myrothecium sp.(漆斑霉属)而不是粘帚霉,所以断定本实施方式粉红粘帚菌WY-1为粘帚霉属新菌株。
本实施方式中使用的药品、试剂、酶、感受态细胞和质粒等均容易购得,若无特殊要求则浓度为产品标注浓度。本实施方式中的操作步骤参见试剂盒使用操作手册。
具体实施方式二:本实施方式抑制番茄灰霉病的粘帚霉菌菌株——粉红粘帚菌WY-1中β-1,3-葡聚糖酶基因片段如SEQ ID NO:1所示。
本实施方式粉红粘帚菌WY-1用PDA固体培养基活化,然后转接于产酶培养基上培养,取100mg粉红粘帚菌WY-1菌丝体提取RNA并转录为cDNA,并通过GenBank与已知其它真菌的β-1,3-葡聚糖酶基因进行比对,用Clustalw方法分别比较同源性,再找出最保守的氨基酸序列,并根据保守区设计两对简并引物,采用RT-PCR扩增β-1,3-葡聚糖酶基因片段并测序,GenBank登陆号(accession number)为DQ975304。
得出本实施方式粉红粘帚菌WY-1含有β-1,3-葡聚糖酶基因。其中100ml产酶培养基由3g昆布多糖、0.3g NaNO3、0.1g K2HPO4、0.05g KCl、0.05gMgSO4·7H2O、0.001g FeSO4·7H2O、2g琼脂和余量的蒸馏水制成,无需调节培养基pH值。
β-1,3-葡聚糖酶具有溶菌作用,可以在粉红粘帚菌WY-1不直接接触病原菌的情况下引起病原菌菌丝解体、消失。本实施方式获得的粉红粘帚菌WY-1的β-1,3-葡聚糖酶基因可用于未来生物防治工程菌株的改造。
序列表
<110>东北农业大学
<120>一种抑制番茄灰霉病的粘帚霉菌菌株
<160>7
<210>1
<211>730
<212>DNA
<213>粘帚霉属(Bionectria ochroleuca)
<220>
<223>粉红粘帚菌WY-1中β-1,3-葡聚糖酶基因片段。
<400>1
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<220>
<223>粉红粘帚菌WY-1 5.8S rDNA。
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<210>3
<211>1768
<212>DNA
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<220>
<223>粉红粘帚菌WY-1 18S rDNA。
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gaataataaa ataggacgtg tggttctatt ttgttggttt ctaggaccgc cgtaatgatt   840
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taggggatcg aagacgatca gataccgtcg tagtcttaac cataaactat gccgactagg  1020
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caaggtctcc gtaggtgaac ctgcggaa                                     1768
<210>4
<211>19
<212>DNA
<213>人工序列
<220>
<223>粉红粘帚菌WY-1 18S rDNA PCR扩增上游引物NS1。
<400>4
gtagtcatat gcttgtctc  19
<210>5
<211>20
<212>DNA
<213>人工序列
<220>
<223>粉红粘帚菌WY-1 18S rDNA PCR扩增下游引物NS8。
<400>5
tccgcaggtt cacctacgga 20
<210>6
<211>20
<212>DNA
<213>人工序列
<220>
<223>粉红粘帚菌WY-1 5.8S rDNA PCR扩增上游引物ITS4。
<400>6
tcctccgctt attgatatgc 20
<210>7
<211>22
<212>DNA
<213>人工序列
<220>
<223>粉红粘帚菌WY-1 5.8S rDNA PCR扩增下游引物ITS5。
<400>7
ggaagtaaaa gtcgtaacaa gg 22

Claims (1)

1、一种抑制番茄灰霉病的粘帚霉菌菌株,其为粉红粘帚菌WY-1(Bionectria ochroleuca WY-1),保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏号为CGMCC No.1977。
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