CN107446839B - 一株防治木薯细菌性枯萎病的生防细菌dhns-3-5及其应用 - Google Patents

一株防治木薯细菌性枯萎病的生防细菌dhns-3-5及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一株防治木薯细菌性枯萎病的生防细菌DHNS‑3‑5及其应用。一株防治木薯细菌性枯萎病的生防细菌DHNS‑3‑5,分类命名为Curtobacterium citreum,于2016年11月15日保藏于广东省微生物菌种保藏中心,保藏编号为GDMCC No:60109。本发明所述的生防细菌DHNS‑3‑5,在制备防治木薯细菌性枯萎病的生防菌剂中的应用。本发明从木薯8个不同生境分离到298株细菌中海选到一株能够有效防治木薯细菌性枯萎病的生防菌株DHNS‑3‑5,该菌株能够分泌嗜铁素和纤维素酶,日光温室大棚盆栽防效测定,DHNS‑3‑5防效为65.34%,和对照防效相比,差异显著。

Description

一株防治木薯细菌性枯萎病的生防细菌DHNS-3-5及其应用
技术领域
本发明属于生物农药领域,涉及一株防治木薯细菌性枯萎病的生防细菌DHNS-3-5及其应用。
背景技术
木薯(Manihot esculenta Crantz)为大戟科木薯属灌木状多年生作物,是我国热区重要的经济作物,其块根被广泛用于食品加工、变性淀粉和生物能源等产业之中。近年来,木薯在我国栽培面积一直保持在40万hm2以上,年产鲜薯900万吨左右。
由地毯草黄单胞木薯萎蔫致病变种(Xanthomonas axonopodis pv.manihotis,简称Xam)引起的木薯细菌性枯萎病(Cassava bacterial blight,简称CBB)是一种毁灭性病害,广泛发生于亚洲、非洲和美洲的木薯产区。在非洲和南美洲,病害发生后所造成的木薯产量损失为12%~90%,严重时可导致毁种绝收。在我国,该病最先在台湾地区发生流行,造成的产量损失达30%,淀粉出粉率减少40%左右。2007~2009年,中国热带农业科学院对我国木薯主产区病害普查结果表明,该病在我国海南、云南和广西、广东等省份普遍发生,是当前木薯生产中主要病害,严重影响相关产业的发展。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述不足,提供一种防治木薯细菌性枯萎病的生防细菌DHNS-3-5。
本发明的另一目的是提供该细菌的应用。
本发明的目的可通过以下技术方案实现:
一株防治木薯细菌性枯萎病的生防细菌DHNS-3-5,分类命名为Curtobacteriumcitreum,于2016年11月15日保藏于广东省微生物菌种保藏中心,保藏编号为GDMCC No:60109。
本发明所述的生防细菌DHNS-3-5,在防治木薯细菌性枯萎病中的应用。
本发明所述的生防细菌DHNS-3-5,在制备防治木薯细菌性枯萎病的生防菌剂中的应用。
一种防治木薯细菌性枯萎病的生防菌剂,由本发明所述的生防细菌DHNS-3-5发酵制备得到。
本发明所述的生防菌剂在防治木薯细菌性枯萎病中的应用。
有益效果:
本发明从木薯8个不同生境分离到298株细菌中筛选到一株有效防治木薯细菌性枯萎病的生防菌株DHNS-3-5,该菌株能够分泌嗜铁素和纤维素酶,日光温室大棚盆栽防效测定,DHNS-3-5防效为65.34%,和对照的防效相比,差异显著。
生物材料保藏信息
DHNS-3-5,分类命名为Curtobacterium citreum,于2016年11月15日保藏于广东省微生物菌种保藏中心,保藏地址为广州市先烈中路100号大院56号楼5楼广东省微生物研究所,保藏编号为GDMCC No:60109。
具体实施方式
实施例1
1.1材料
取样地点:2014年8月份采集于广东省湛江遂溪某木薯园。
取样方法:CBB发病地块和非发病地块。每块地分成4个小区,每个小区至少有250m2,每个小区的样本由5个重复混合而成。土壤取样时,深度为0-15cm,面积大约为1m2。采用五点采样法,每点间隔至少10m。每点三株健康植株连同根围土一并收集。采集后的样品迅速装入写好编号的塑料袋中带回实验室进行分离。
参考Morris等人的方法取样:A.无病害地块的健康植株;B.无病害地块的健康植株根围土;C.无病害地块的根际土;D.病害地块的健康植株;E.病害地块的病株(病株上的健康部位叶片);F.病害地块健康植株的根围土;G.病害地块染病植株的根围土;H.病害地块的根际土。以及另一地块(吴川唐缀,新地,第一年种植木薯)的健康叶片及其茎秆的中空部分。
病原菌来源:本研究室前期保存的病原菌(2013年采集于广东湛江遂溪某木薯地,分离于木薯发病叶片和茎秆)。
1.2方法
1.2.1颉颃菌株分离
外生细菌分离:取3g样品,放入灭菌的三角瓶中,加27mL无菌的0.85%NaCl和灭菌玻璃珠,于摇床上150rpm振荡30min后,静置5min,得到10-1稀释液,依次制备成10-2、10-3、10-4、10-5、10-6稀释液。分别取10-4、10-5、10-6三个梯度的稀释液100μl涂在R2A培养基上,每个梯度3个重复,30℃培养48h。
内生细菌分离:分别取样品若干,用1%的次氯酸钠浸泡5min,70%酒精浸泡1-2min,无菌水清洗3次(取最后一次清洗的溶液100μl涂于R2A平板上,若48h后无菌生长则认为表面消毒干净,无菌)。其他同外生菌的分离方法。
选菌落数在30-300个的平板,计数,挑取平板上不同大小、形态的菌落分离、纯化,40%甘油保存于-70℃超低温冰箱中,备用。
1.2.1产酶和代谢产物活性测定
1.2.2.1蛋白酶活性测定
参照Yang的方法,挑取处于生长旺盛期的菌株接种于蛋白培养基平板上(A:脱脂奶粉6.4g,溶于240mL水中,121℃灭菌1min;B:琼脂6.4g,定容至240mL,121℃灭菌20min,A与B分别灭菌后混合),30℃培养3d,观察透明圈且测量内径和外径,4个技术重复,3次试验平行重复,下同。
1.2.2.2几丁质酶活性测定
参照Roberts的方法,制备好胶体状几丁质,将颉颃细菌接种在以胶体状几丁质为唯一碳源的Chi-Ayers培养基平板(NH4H2PO4 1.0g,KCl 0.2g,MgSO4·7H2O 0.2g,胶体状几丁质1%(w/v)定容至1000mL,pH=7.0,琼脂20g),30℃培养3d,观察透明圈且测量内径和外径。
1.2.2.3β-1,3-葡聚糖酶活性的检测
参照杨威的方法,将颉颃细菌接种在葡聚糖平板上(β-1,3-葡聚糖0.1g,TSB0.4g,琼脂1.6g,4g/L的刚果红1mL,定容至100mL),30℃培养48h,观察透明圈且测量内径和外径。
1.2.2.4纤维素酶活性的检测
参照Ghose的方法,把准备好的菌株接到纤维素酶活性测定平板(蛋白胨10g,酵母粉10g,羧甲基纤维素钠10g,氯化钠5g,磷酸二氢钾1g,琼脂18g,定容至1000mL,pH=7.0),30℃培养48h后,用1g/L的刚果红染1h后,倒掉染液后,用1M的NaCl浸泡1h。观察透明圈的有无且测量其内径和外径。
1.2.2.5产嗜铁素活性的检测
参照Shin的方法,将A,B液混合倒平板,并将准备好的菌株接于该平板上(A:1,60.5mg CAS(铬天青S)溶于50mL去离子水;2,10mL三价铁溶液(1mM FeCl3·6H2O,10mM盐酸为溶剂);3,72.9mg HDTMA溶于40mL去离子水。上述三个溶液混合定容至100mL,pH调至中性,121℃灭菌20min。B:30.24g Pipes加入900mL Waker agar培养基,12g 50%(W/V)的NaOH溶液将培养基pH调至6.8,121℃灭菌20min),30℃培养3d,观察透明圈且测量内径和外径。
1.2.2.6产吲哚乙酸测定
参照Sawar and Kremer(1992)方法,取二甲氨基苯甲醛8g溶于760mL 95%酒精和160mL浓盐酸中,制得埃利希氏试剂。以1%胰蛋白胨水(pH=7.2~7.6)为培养液,2d后将培养好的菌液加入3~5ml埃利希氏试剂,观察液面是否变红。
1.2.3颉颃活性测定
参照杨威的方法,将病原菌接种到LB培养液中,28℃、200rpm、22h震荡培养,制成种子液,以5%的接种量接种到LB液中,28℃,200rpm,24h培养成发酵液。随后将病原菌发酵液以5%的比例接种到LB固体培养基中(待LB固体培养基冷却至37~45℃加入此比例的病原菌菌液),制成含病原菌的平板,每皿加入15mL。
随后将预先培养好的细菌培养液分别吸取8μL于灭菌滤纸片(直径为5mm)上,以LB培养液和灭菌水为空白对照。28℃培养48-72h,观察并测量抑菌圈大小。每个处理4个技术重复,3个试验重复。
1.2.4赋值评估
本赋值系统包括如下指标:平板颉颃活性、蛋白酶活性、几丁质酶活性、纤维素酶活性、葡聚糖酶活性以及产嗜铁素、吲哚乙酸活性。其中赋值方法如下[16]:平板颉颃活性根据颉颃圈(颉颃圈外径与内径之差)的大小分为四级:0:无颉颃活性;1:颉颃圈在1-3mm之间(含3mm);2:颉颃圈在3-6mm之间(含6mm);3:颉颃圈大于6mm。赋予的值分别为0、1、2、3。水解酶和产生嗜铁素赋值方法:0:无水解圈;1:水解圈在1-3mm之间(含3mm);2:水解圈在3-6mm之间(含6mm);3:水解圈大于6mm,依次赋值对应为0、1、2、3。吲哚乙酸活性根据液面颜色变化赋值如下:0:不变色;1:浅红色;2:红色;3:深红色。
1.2.5指纹图谱和16S rRNA测序和聚类分析
利用细菌基因组试剂盒(Shanghai SBS Genetech Co.Ltd)提取细菌基因DNA后,参考杨明明等人的方法,分别进行扩增核糖体DNA限制性酶切分析(amplified ribosomalDNA restriction analysis,ARDRA)和BOX-PCR扩增。利用软件对所得图谱进行聚类分析。
试剂盒(赛百盛公司)提取细菌基因组后,参考杨敬辉的方法从基因组中扩增出16S rRNA基因片段的PCR扩增[10]。所得产物在华大基因测序分析,并将相关序列在NCBI上进行比对。
经过上述方法评估,筛选到一株有效菌株DHNS-3-5(分离于病害地块的健康植株茎内),经16S rRNA鉴定为Curtobacterium citreum。
DHNS-3-5的形态学特征如下:
DHNS-3-5生理生化特征见表1。
表1
注:x:数值代表四次重复试验水解圈的平均值(mm)。SD:半径;V:值。
y:0:0mm;1:1-3mm;2:3-6mm;3:>6mm;
z:0:–;1:+;2:++;3:+++
实施例2DHNS-3-5的发酵培养方法
培养液LB配方:氯化钠10g/L,胰蛋白胨10g/L,酵母浸粉5g/L,调节pH值为7.2。将DHNS-3-5接种到LB培养液中30℃培养200rpm振荡培养,16~20h后在超净工作台中分别取样测600nm处的OD值,测定过程中以未接菌的培养液来调零,带OD值达到0.6时将种子菌液以1:500体积比加入装有LB发酵培养液中发酵培养24h。
实施例3温室试验测定
试验品种为“南植199”。本试验设置两个处理:A.108CFU/mL DHNS-3-5菌剂发酵液10倍稀释液;B.对照:同等稀释倍数的LB溶液。每处理设4个重复,每个重复3棵苗。菌剂和对照处理组每株苗喷施30mL,对照组用等量LB和灭菌水以相同方法喷雾;以上各处理组在喷雾时均加入终浓度为0.01%的表面活性剂Tween-20。喷施5d后以剪叶的方式接种浓度为107CFU/mL的病原菌(李超萍.国内木薯病害调查与细菌性枯萎病防治技术研究[D].海南大学,2011)。接种病原菌15-30d后调查病害严重度并计算生防效果。
病害调查方法:0级为叶片无病斑;1级为病斑占叶面积1/10以下;3级为病斑占叶面积1/10~1/4;5级为病斑占叶面积1/4~1/2;7级为病斑占叶面积1/2~3/4;9级为病斑占叶面积3/4以上。
病害严重度和生防效果统计计算方法:病害严重度(%)=[∑(病级数×该病级植株数)/(最高病级×总植株数)]×100;生防效果(%)=[(对照病害严重度-处理组病害严重度)/对照病害严重度]×100.
表2
接种病原菌后21-28d调查病害情况(表2),发现DHNS-3-5防效较好,防效在60%以上。对21-28d的防效进行平均系数分析,结果显示,DHNS-3-5防效为65.34%,和对照的防效相比,差异也显著。

Claims (5)

1.一株防治木薯细菌性枯萎病的生防细菌DHNS-3-5,分类命名为柠檬色短小杆菌(Curtobacterium citreum),于2016年11月15日保藏于广东省微生物菌种保藏中心,保藏编号为GDMCC No:60109。
2.权利要求1所述的生防细菌DHNS-3-5在防治木薯细菌性枯萎病中的应用。
3.权利要求1所述的生防细菌DHNS-3-5在制备防治木薯细菌性枯萎病的生防菌剂中的应用。
4.一种防治木薯细菌性枯萎病的生防菌剂,其特征在于由权利要求1所述的生防细菌DHNS-3-5发酵制备得到。
5.权利要求4所述的生防菌剂在防治木薯细菌性枯萎病中的应用。
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