CN103013838B - 草莓黄萎病的膏状生防制剂、制备方法、应用及其专用菌株 - Google Patents

草莓黄萎病的膏状生防制剂、制备方法、应用及其专用菌株 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种草莓黄萎病的膏状生防制剂、制备方法、应用及其专用菌株。所述专用菌株分类命名为棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20,其保藏编号为：CGMCC NO：4899。本发明膏状生防制剂的所述制剂的活性成分为上述所述棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20的菌丝与厚垣孢子。本发明的膏状生防制剂最大的优点是产品质量稳定，可室温保存18个月，冷藏条件下保存3年，且对草莓黄萎病有良好防效，不产生任何废水废气废渣，利于环境保护。

Description

草莓黄萎病的膏状生防制剂、制备方法、应用及其专用菌株
技术领域
本发明涉及微生物领域，具体而言，涉及一种草莓黄萎病的膏状生防制剂、
制备方法、应用及其专用菌株。
背景技术
草莓（Fragaria ananassa）属于蔷薇科（Rosaceae）草莓属多年生草本植物，目前世界草莓每年的产量已经超过500万吨，在世界小浆果生产中其产量荣居首位，近年来大棚栽培草莓在逐渐兴起，种植面积逐渐扩大，但却存在着轮作换地与设施固定的矛盾，连作障碍日益明显，草莓连作病害是目前制约草莓生产的主要因素，尤其是草莓黄萎病，世界各国草莓产区普遍流行此病，该病害的发生，轻者导致减产减收，重者绝收，严重制约了草莓的可持续发展。
草莓黄萎病（Fusarium oxysporum Schl.f.sp.lagenaria Winks et Wi）是草莓种植中一种常见的土传性病害，由大丽花轮枝孢菌（Verticllium albo-atrum Reinke dt Berthold和Verticillium dahliae Klrmahn）病原菌侵染引起病害。据调查显示，第二年连茬栽种草莓地草莓黄萎病发病率达82.9％，第三年发病率可达100％。为此，草莓黄萎病的生物防治特别是生物农药的研究与开发是草莓生产可持续发展的需要。微生物农药对环境的选择压力较小，且不易使靶标病原菌产生抗药性，因此，生物源农药的研究将会为人们提供更安全更高效的防治草莓黄萎病的途径。
现在已用于防治草莓黄萎病的微生物主要有枯草芽孢杆菌( Bacillus subtilis ) 、假单胞菌( Pseudomonas sp. ) 、沙雷氏菌( Serratia sp. ) 、VAM真菌等，剂型主要为可湿性粉剂、悬浮剂、油悬浮剂等。但是到目前为止，尚没有用棘孢木霉菌株（Trichoderma asperellum）及其膏状生防制剂防治草莓黄萎病的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的不足和问题，提供一种用于防治高效防治草莓黄萎病的基因工程菌菌株、含该菌株的膏状生防制剂及其制备方法和应用。
为了实现本发明的目的，本发明提供了一株基因工程菌菌株，其分类命名为棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20, 其保藏编号为：CGMCC NO：4899。
本发明还提供了一种草莓黄萎病的膏状生防制剂，其中，所述制剂的活性成分为上述提及的所述棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20的菌丝与厚垣孢子。
进一步地，所述菌丝与厚垣孢子的比例，由以下培养方法决定：
将在马铃薯葡萄糖琼脂培养基上长好的棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20孢子用无菌水洗下，调节成孢子含量为105孢子/mL的接种液，按5%（V/V）接种量接种于马铃薯葡萄糖液体培养基中，振荡培养48小时；将上步所得培养液以10%（V/V）的接种量再次接种于马铃薯葡萄液体培养基中振荡培养48小时进一步扩增后，再将所得培养液以10%（V/V）的接种量再次接种于含20L发酵培养液的发酵罐中进行发酵培养后离心得到。
优选地，所述发酵罐中的发酵培养液各组分的重量份含量为：甜菜液380-420、七水硫酸镁3-5、磷酸二氢钾38-42；所述发酵的条件为：溶氧100%，搅拌速度为300-400转/分，发酵温度25-27 摄氏度，发酵时间48 小时，pH 7.0-7.2；所述振荡培养的条件均为140-160转/分、25-27摄氏度；所述发酵培养后离心的条件为7500-8500转/分，离心10分钟。
最佳条件为：所述发酵罐中的发酵培养液含量为：甜菜液400.0g、七水硫酸镁4.0g、磷酸二氢钾40.0g；所述发酵的条件为：溶氧100%，搅拌速度为350转/分，发酵温度26 摄氏度，发酵时间48 小时，pH 7.0-7.2。
优选地，所述振荡培养的条件均为150转/分、26摄氏度；所述发酵培养后离心的条件为8000转/分离心10分钟。
优选地，所述膏状生防制剂还包括0.001~0.05%的铜离子抑制剂。
优选地，所述膏状生防制剂还包括5~10%的可溶性淀粉。
优选地，所述可溶性淀粉为土豆淀粉。
本发明还提供了一种制备上述草莓黄萎病的膏状生防制剂的方法，其中，所述方法包括：
1）将在马铃薯葡萄糖琼脂培养基上长好的棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20孢子用无菌水洗下，调节成孢子含量为105孢子/mL的接种液，按5%（V/V）接种量接种于马铃薯葡萄糖液体培养基中，振荡培养48小时；将上步所得培养液以10%（V/V）的接种量再次接种于马铃薯葡萄液体培养基中振荡培养48小时进一步扩增后，再将所得培养液以10%（V/V）的接种量再次接种于含20L发酵培养液的发酵罐中进行发酵培养后离心得到。
2）调节pH值：将上述菌丝与厚垣孢子混合体的pH值调节为3.0~4.0；
3）制得膏状生防制剂：向所述步骤2）得到的混合体中加入0.001~0.05%的铜离子抑制剂，最后加入5~10%的可溶性淀粉，搅拌均匀即可。
优选地，所述发酵罐中的发酵培养液各组分的重量份含量为：甜菜液380-420、七水硫酸镁3-5、磷酸二氢钾38-42；所述发酵的条件为：溶氧100%，搅拌速度为300-400转/分，发酵温度25-27 摄氏度，发酵时间48 小时，pH 7.0-7.2；所述振荡培养的条件均为140-160转/分、25-27摄氏度；所述发酵培养后离心的条件为7500-8500转/分，离心10分钟。
最佳条件为：所述振荡培养的条件均为150转/分、26摄氏度；所述发酵罐中的发酵培养液含量为：甜菜液400.0g、七水硫酸镁4.0g、磷酸二氢钾40.0g；所述发酵的条件为：溶氧100%，搅拌速度为350转/分，发酵温度26 摄氏度，发酵时间48 小时，pH 7.0-7.2；所述发酵培养后离心的条件为8000转/分离心10分钟；所述可溶性淀粉为土豆淀粉。
再者，本发明还提供了所述的基因工程菌菌株棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20及所制得的膏状生防制剂在防治草莓黄萎病中的应用。
本发明用于防治草莓黄萎病的含基因工程菌菌株棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20的膏状生防制剂与现有的“EM菌根”相比，具有以下优点：
1、本发明膏状生防制剂由活性组分与辅料组成，活性组分为棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20菌丝与厚垣孢子，其厚垣孢子分散在木霉菌丝中，其制备成的膏状生防制剂产品质量稳定，可室温保存18个月，冷藏条件下保存3年；
2、本发明膏状生防制剂对草莓黄萎病有良好防效：温室试验结果表明，GY20对草莓黄萎病的防治效果均可达90%以上，显著高于“EM菌根”对草莓黄萎病的防治效果45.93%；
3、无公害：本发明棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20可安全释放的真菌，故不会因农药的使用带来的一系列环境负效应，同时含该木霉的膏状生防制剂的使用极大的减少了草莓生产中化学农药的施用量，不会产生任何废水废气废渣，为草莓无公害生物防治提供可靠保证，造福于现代高效农业；
4、成本较低：本发明棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20及其膏状生防制剂生产成本很低，企业获取的利润空间极大。。
具体实施方式
本发明的生物材料棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20的保藏日期为2011年5月25日，保藏单位全称为中国微生物生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，简称：CGMCC，地址为：北京.中国科学院微生物研究所 ，其保藏编号为：CGMCC NO：4899。
所述棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20具有如下特征：25℃黑暗条件下培养4d，菌落直径53-55mm，菌丝体白色，絮状，茂盛；分生孢子结构大量产生，产孢区均匀分布，灰绿色；瓶梗式产孢，分生孢子椭圆形、近球形，表面有细刺。木霉菌对多种重要植物病原真菌有作用，如腐霉菌、轮枝菌、镰刀菌、长孺孢菌、交链孢菌、丝核菌、葡萄孢菌等。
一种草莓黄萎病的膏状生防制剂，其中，所述制剂的活性成分为权利要求1所述棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20的菌丝与厚垣孢子。
其中，所述菌丝与厚垣孢子的比例，由以下培养方法决定：
将在马铃薯葡萄糖琼脂培养基上长好的棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20孢子用无菌水洗下，调节成孢子含量为105孢子/mL的接种液，按5%（V/V）接种量接种于马铃薯葡萄糖液体培养基中，振荡培养48小时；将上步所得培养液以10%（V/V）的接种量再次接种于马铃薯葡萄液体培养基中振荡培养48小时进一步扩增后，再将所得培养液以10%（V/V）的接种量再次接种于含20L发酵培养液的发酵罐中进行发酵培养后离心得到。
其中， 所述发酵罐中的发酵培养液含量为：甜菜液400.0g、七水硫酸镁4.0g、磷酸二氢钾40.0g；所述发酵的条件为：溶氧100%，搅拌速度为350转/分，发酵温度26 摄氏度，发酵时间48 小时，pH 7.0-7.2；所述振荡培养的条件均为150转/分、26摄氏度；所述发酵培养后离心的条件为8000转/分离心10分钟。
进一步地，所述膏状生防制剂的PH值为3.0~4.0，优选PH值为3.5。
进一步地，所述膏状生防制剂还包括0.001~0.05%的铜离子抑制剂，优选所述膏状生防制剂包括0.001~0.05%的铜离子抑制剂，优选0.01%的MDA-5。
进一步地，所述膏状生防制剂还包括5~10%的可溶性淀粉。优选地，所述膏状生防制剂还包括5~10%的可溶性淀粉。优选地，所述可溶性淀粉为8%的土豆淀粉。
另一方面，本发明保护一种制备上述所述的草莓黄萎病的膏状生防制剂的方法，其中，所述方法包括：
1）将在马铃薯葡萄糖琼脂培养基上长好的棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20孢子用无菌水洗下，调节成孢子含量为105孢子/mL的接种液，按5%（V/V）接种量接种于马铃薯葡萄糖液体培养基中，振荡培养48小时；将上步所得培养液以10%（V/V）的接种量再次接种于马铃薯葡萄液体培养基中振荡培养48小时进一步扩增后，再将所得培养液以10%（V/V）的接种量再次接种于含20L发酵培养液的发酵罐中进行发酵培养后离心得到。
2）调节pH值：将上述菌丝与厚垣孢子混合体的pH值调节为3.0~4.0；
3）制得膏状生防制剂：向所述步骤2）得到的混合体中加入0.001~0.05%的铜离子抑制剂，最后加入5~10%的可溶性淀粉，搅拌均匀即可。
其中，所述振荡培养的条件均为150转/分、26摄氏度；所述发酵罐中的发酵培养液含量为：甜菜液400.0g、七水硫酸镁4.0g、磷酸二氢钾40.0g；所述发酵的条件为：溶氧100%，搅拌速度为350转/分，发酵温度26 摄氏度，发酵时间48 小时，pH 7.0-7.2；所述发酵培养后离心的条件为8000转/分离心10分钟；所述可溶性淀粉为土豆淀粉。
具体地，本发明的防治草莓黄萎病菌株GY20制备的膏状生防制剂，其制备方法包括以下步骤：
（A）菌液的获得
用无菌接种刀挑取事先在马铃薯葡萄糖琼脂培养基（PDA）上培养好的GY20孢子，用无菌水洗下调节成孢子含量为105孢子/mL的接种液，按5%（V/V）接种量接种于装有200ml 马铃薯葡萄液体培养基（PD）的容积为750 ml的三角瓶中，于26 ℃、150 rpm/min条件下振荡培养48 h，将上步所得培养液200 ml等份接种于4个装有500ml PD培养液的容积为2000 ml的三角瓶中，150 rpm、26℃条件下振荡培养48 h；把所得的2000ml培养液接种于装有20L培养液的容积为30L的发酵罐（镇江东方GUS-30），20L发酵培养液含量为：甜菜液400.0g、七水硫酸镁4.0g、磷酸二氢钾40.0g，设置发酵条件为：溶氧100%，搅拌速度为350 rpm，发酵温度26 ℃，发酵时间48 h，pH 7.0-7.2。
（B）膏状生防制剂加工工艺
将发酵好的发酵液按如下方法加工成膏状生防制剂：先将发酵液在8000rpm/min条件下离心10min，得菌丝及厚垣孢子混合体，用盐酸调节pH至3.0~4.0，并加入0.001~0.05%的铜离子抑制剂，最后加入5~10%的可溶性淀粉，搅拌均匀即制成了膏状生防制剂。
优选地，上述步骤（B）中用盐酸调节菌丝及厚垣孢子混合体pH至3.0~4.0后，加入0.001%的铜离子抑制剂，最后加入8%的可溶性淀粉。
再一方面，本发明保护的是所述的基因工程菌菌株棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20及上述任一所述的膏状生防制剂在防治草莓黄萎病中的应用。
根据以下实施例，可以更好的理解本发明。实施案例中所描述的具体的物料配比，工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1 膏状生防制剂及其制备方法
膏状生防制剂的组分为：
活性组分【棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20菌丝及厚垣孢子混合体】                  94.999%
铜离子抑制剂MDA-5  0.001%
土豆淀粉             5%
PH值                3
上述所述百分比为重量百分比。
上述膏状生防制剂的制备方法包括以下步骤：
（A）菌液的获得
用无菌接种刀挑取事先在马铃薯葡萄糖琼脂培养基（PDA）上培养好的GY20孢子，用无菌水洗下调节成孢子含量为105孢子/mL的接种液，按5%（V/V）接种量接种于装有200ml 马铃薯葡萄液体培养基（PD）的容积为750 ml的三角瓶中，于26 ℃、150 rpm/min条件下振荡培养48 h，将上步所得培养液200 ml等份接种于4个装有500ml PD培养液的容积为2000 ml的三角瓶中，150 rpm、26℃条件下振荡培养48 h；把所得的2000ml培养液接种于装有20L培养液的容积为30L的发酵罐（镇江东方GUS-30），20L发酵培养液含量为：甜菜液400.0g、七水硫酸镁4.0g、磷酸二氢钾40.0g，设置发酵条件为：溶氧100%，搅拌速度为350 rpm，发酵温度26 ℃，发酵时间48 h，pH 7.0-7.2。
（B）膏状生防制剂加工工艺
将发酵好的发酵液按如下方法加工成膏状生防制剂：先将发酵液在8000rpm/min条件下离心10min，得菌丝及厚垣孢子混合体，用盐酸调节pH至3.0，并加入0.001%的铜离子抑制剂，最后加入5%的可溶性淀粉，搅拌均匀即制成了膏状生防制剂。
实施例2-3
按照实施例1的方法制备实施例2-3，不同之处如表1所示。
表1实施例2-3制备方法
膏状生防制剂组分/实施例 实施例2 实施例3
活性组分 89.95% 91.99%
铜离子抑制剂MDA-5 0.05% 0.01%
土豆淀粉 10% 8%
pH值 4.0 3.5
实验实施例1：
本发明膏状生防制剂的大田施用方法如下：
防治草莓黄萎病的应用方法为，按1Kg制剂用100L水稀释，先将制剂与水混合均匀，在草莓苗移栽时浸根（浸5min）使用。
本发明的实施效果
对草莓黄萎病田间防效试验
试验地条件：本试验安排在江苏丘陵地区镇江农业科学研究所果树研究室草莓连作（20年）大棚田，黄萎病为重发。草莓于2010年9月15日移载，供试草莓品种为明宝。
试验处理方法：于草莓苗移栽时蘸根处理。即，将实施例1~3的成品GY20膏状生防制剂按1Kg制剂用100L水稀释后，在草莓苗移栽时浸根处理5min，空白对照用清水代替，对照生防药剂为“EM菌根” 500倍液（武汉科诺生物制有限公司生产）浸根处理5min，每处理300棵苗，分3重复，小区随机排列，移栽50 d后调查发病情况，计算病株率和防效。
结果：温室试验结果（表2）表明，GY20对草莓黄萎病的防治效果均大于90%以上，显著高于“EM菌根”对草莓黄萎病的防治效果为45.93%。
表2  GY20制剂蘸根处理对草莓黄萎病的田间防治试验结果
注: 不同大写字母表示差异显著水平达P=0.01。
实验实施例2：
本发明膏状生防制剂的大田施用方法如下：
防治草莓黄萎病的应用方法为，按1Kg制剂用150L水稀释，先将制剂与水混合均匀，在草莓苗移栽时灌根（每株100 ml）使用。
本发明的实施效果
对草莓黄萎病田间防效试验
试验地条件：本试验安排在江苏丘陵地区镇江农业科学研究所果树研究室草莓连作（20年）大棚田，黄萎病为重发。草莓于2010年9月15日移载，供试草莓品种为明宝。
试验处理方法：于草莓苗移栽时灌根处理。即，将实施例1~3的成品GY20膏状生防制剂按1KG制剂用150L水稀释后，在草莓苗移栽时灌根（每株100 ml），空白对照用清水代替，对照生防药剂为“EM菌根”500倍液（武汉科诺生物制有限公司生产）灌根（每株100 ml），每处理300棵苗，分3重复，小区随机排列，移栽50 d后调查发病情况，计算病株率和防效。
结果：温室试验结果（表3）表明，GY20对草莓黄萎病的防治效果均大于90%以上，显著高于“EM菌根” 500倍液”对草莓黄萎病的防治效果为56.81   %。
表3  GY20制剂灌根处理对草莓黄萎病的田间防治试验结果
注: 不同大写字母表示差异显著水平达P=0.01。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种膏状生防制剂在防治草莓黄萎病中的应用，其特征在于，所述膏状生防制剂的活性成分为棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20的菌丝与厚垣孢子, 所述棘孢木霉GY20的保藏编号为：CGMCC NO：4899；
所述菌丝与厚垣孢子的比例，由以下培养方法决定：
将在马铃薯葡萄糖琼脂培养基上长好的棘孢木霉（Trichoderma asperellum）GY20孢子用无菌水洗下，调节成孢子含量为105孢子/mL的接种液，按5%（V/V）接种量接种于马铃薯葡萄糖液体培养基中，振荡培养48小时；将上步所得培养液以10%（V/V）的接种量再次接种于马铃薯葡萄糖液体培养基中振荡培养48小时进一步扩增后，再将所得培养液以10%（V/V）的接种量再次接种于含20L发酵培养液的发酵罐中进行发酵培养后离心得到；
所述发酵罐中的发酵培养液各组分的重量份含量为：甜菜液380-420、七水硫酸镁3-5、磷酸二氢钾38-42；所述发酵的条件为：溶氧100%，搅拌速度为300-400转/分，发酵温度25-27 摄氏度，发酵时间48 小时，pH 7.0-7.2；所述振荡培养的条件均为140-160转/分、25-27摄氏度；所述发酵培养后离心的条件为7500-8500转/分，离心10分钟。
2.根据权利要求1所述的膏状生防制剂在防治草莓黄萎病中的应用，其特征在于，所述发酵罐中的发酵培养液含量为：甜菜液400.0g、七水硫酸镁4.0g、磷酸二氢钾40.0g；所述发酵的条件为：溶氧100%，搅拌速度为350转/分，发酵温度26 摄氏度，发酵时间48 小时，pH 7.0-7.2；所述振荡培养的条件均为150转/分、26摄氏度；所述发酵培养后离心的条件为8000转/分，离心10分钟；
所述膏状生防制剂还包括重量百分比0.001~0.05%的铜离子抑制剂。
3.根据权利要求1或2所述的膏状生防制剂在防治草莓黄萎病中的应用，其特征在于，所述膏状生防制剂还包括重量百分比5~10%的可溶性淀粉；
所述的铜离子抑制剂为MDA-5。
4.根据权利要求3所述的膏状生防制剂在防治草莓黄萎病中的应用，其特征在于，所述可溶性淀粉为土豆淀粉。
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