CN114717166B - 一株阿洛杰链霉菌bc1及其应用 - Google Patents
一株阿洛杰链霉菌bc1及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及植物病害生物防治技术领域,尤其涉及一株阿洛杰链霉菌BC1及其应用。本发明提供了一株阿洛杰链霉菌BC1,拉丁文名为Streptomycesaraujoniae;保藏编号为CGMCC No:24639。本发明从甘蔗叶片中成功分离获得一株阿洛杰链霉菌菌株BC1,其用于防治甘蔗真菌病害,对甘蔗梢腐病菌、甘蔗赤腐病菌、甘蔗褐条病菌和甘蔗叶枯病菌等甘蔗病原菌有明显的抑制效果,尤其是甘蔗赤腐病菌具有良好的效果,具有较好的开发应用前景。本发明提供的阿洛杰链霉菌菌株BC1发酵培养基制备方法简单,成本低。
Description
技术领域
本发明涉及植物病害生物防治技术领域,尤其涉及一株阿洛杰链霉菌BC1及其应用。
背景技术
甘蔗是世界上最重要的糖料作物,还是轻工、化工和能源的重要原料和战略性资源,广泛种植于热带和亚热带地区。甘蔗赤腐病(sugarcane red rot)是甘蔗上最严重的真菌病害之一,在甘蔗整个生长期都能发生危害,赤腐病菌可浸染蔗叶、蔗茎和蔗芽,主要危害蔗茎(即蔗茎赤腐病)和叶片中脉(即中脉赤腐病)。甘蔗茎受害后,病原菌分泌蔗糖转化酶,使蔗汁纯度降低、蔗糖分减少,导致甘蔗减产29.1%,蔗糖分损失30.8%以上,危害严重蔗区可导致几乎100%的产量损失。
甘蔗褐条病(sugarcane brown stripe)是一种真菌病害,给蔗糖产业带来不同程度经济损失。它通过影响甘蔗叶片光合作用,从而影响糖分积累,发病严重时全株叶片受感染,叶片光合作用严重下降,植株矮小,严重感病发病率高达80%以上,一般减产18%~35%,重的可达40%以上,蔗糖分降低15%~30%。
由于化学防治具有成本低、见效快等特点,目前生产上主要采用化学药剂防治甘蔗赤腐病和甘蔗褐条病,但化学防治容易导致病原菌产生耐药性,还会造成农药残留、破坏生态环境以及威胁人类健康。而采用生物菌剂防治植物病害具有环境友好、病原菌不易产生耐药性等特点,是防治植物病害的新资源,是有效的绿色、环保、可持续防控措施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阿洛杰链霉菌(Streptomyces araujoniae),并将其应用于防治甘蔗赤腐病和甘蔗褐条病中,效果优异。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一株阿洛杰链霉菌BC1,拉丁文名为Streptomyces araujoniae;保藏编号为CGMCC No:24639。
优选的,所述阿洛杰链霉菌BC1的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。
优选的,所述植物病原菌为甘蔗梢腐病菌、甘蔗赤腐病菌、甘蔗褐条病菌和甘蔗叶枯病菌的一种或多种。
本发明还提供了一种生物防治菌剂,所述生物防治菌剂为所述阿洛杰链霉菌BC1的发酵液。
优选的,所述发酵液中阿洛杰链霉菌BC1的活菌数为2~6×1010个/mL。
本发明还进一步地提供了一种生物防治菌剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)将所述阿洛杰链霉菌BC1接种于固体培养中进行活化培养,得到活化菌株;
(2)将步骤(1)得到的活化菌株接种于液体培养基中进行培养,得到液体种子;
(3)将步骤(2)得到的液体种子接种到发酵培养基中发酵,发酵液即为生物防治菌剂。
优选的,步骤(1)所述活化培养的温度为28~32℃,活化培养的时间为6~8d。
优选的,步骤(2)所述培养的温度为28~32℃,培养的时间为24~48h,摇床的转速为150~250r/min。
优选的,步骤(3)所述发酵的温度为28~32℃,发酵的时间为48~72h,摇床的转速为250~350r/min。
优选的,步骤(3)所述发酵过程中溶氧控制体积比10~40%,pH为7.2~7.4。
优选的,步骤(3)所述发酵培养基为可溶性淀粉10g/L,蛋白胨5g/L,酵母浸粉4g/L,麦芽浸粉10g/L,葡萄糖4g/L,甘油10g/L,其余为水,pH 7.2~7.4。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
本发明从甘蔗叶片中成功分离获得一株阿洛杰链霉菌菌株BC1,其用于防治甘蔗真菌病害,对甘蔗梢腐病菌、甘蔗赤腐病菌、甘蔗褐条病菌和甘蔗叶枯病菌等甘蔗病原菌有明显的抑制效果,尤其是甘蔗赤腐病菌具有良好的效果,具有较好的开发应用前景。本发明提供的阿洛杰链霉菌菌株BC1发酵培养基制备方法简单,成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为阿洛杰链霉菌菌株BC1菌落形态;
图2为阿洛杰链霉菌菌株BC1对4种甘蔗病原菌室内平板对峙培养抑菌效果;
图3为阿洛杰链霉菌菌株BC1基于16S rRNA序列构建的系统发育树;
图4为阿洛杰链霉菌菌株BC1发酵液对甘蔗褐条病的室内防治效果及对蔗叶的保护作用;
图5为阿洛杰链霉菌菌株BC1对甘蔗赤腐病的防治效果。
生物保藏说明
阿洛杰链霉菌BC1,拉丁文名为Streptomyces araujoniae;
该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址为:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏日期为2022年04月06日,保藏编号为CGMCC No:24639。
具体实施方式
本发明提供了一株阿洛杰链霉菌BC1,拉丁文名为Streptomyces araujoniae;保藏编号为CGMCC No:24639。
在本发明中,所述阿洛杰链霉菌BC1的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。
在本发明中,所述植物病原菌为甘蔗梢腐病菌、甘蔗赤腐病菌、甘蔗褐条病菌和甘蔗叶枯病菌的一种或多种。
本发明还提供了一种生物防治菌剂,所述生物防治菌剂为所述阿洛杰链霉菌BC1的发酵液。
在本发明中,所述发酵液中阿洛杰链霉菌BC1的活菌数为2~6×1010个/mL;优选为3~5×1010个/mL;进一步优选为4×1010个/mL。
本发明还进一步的提供了一种生物防治菌剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)将所述阿洛杰链霉菌BC1接种于固体培养中进行活化培养,得到活化菌株;
(2)将步骤(1)得到的活化菌株接种于液体培养基中进行培养,得到液体种子;
(3)将步骤(2)得到的液体种子接种到发酵培养基中发酵,发酵液即为生物防治菌剂。
在本发明中,步骤(1)所述活化培养的温度为28~32℃;优选为29~31℃;进一步优选为30℃。
在本发明中,步骤(1)所述活化培养的时间为6~8d;优选为7d。
在本发明中,步骤(2)所述培养的温度为28~32℃;优选为29~31℃;进一步优选为30℃。
在本发明中,步骤(2)所述培养的时间为24~48h;优选为30~42h;进一步优选为34~38h;更优选为36h。
在本发明中,步骤(2)所述摇床的转速为150~250r/min;优选为170~230r/min;进一步优选为190~210r/min;更优选为200r/min。
在本发明中,步骤(3)所述发酵的温度为28~32℃;优选为29~31℃;进一步优选为30℃。
在本发明中,步骤(3)所述发酵的时间为48~72h;优选为52~68h;进一步优选为58~62h;更优选为60h。
在本发明中,步骤(3)所述摇床的转速为250~350r/min;优选为270~330r/min;进一步优选为290~310r/min;更优选为300r/min。
在本发明中,步骤(3)所述发酵过程中溶氧控制体积比10~40%;优选为20~30%;进一步优选为24~26%;更优选为25%。
在本发明中,步骤(3)所述发酵过程中pH为7.2~7.4;优选pH为7.3。
在本发明中,步骤(3)所述发酵培养基为可溶性淀粉10g/L,蛋白胨5g/L,酵母浸粉4g/L,麦芽浸粉10g/L,葡萄糖4g/L,甘油10g/L,其余为水,pH 7.2~7.4;优选pH为7.3。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例所用到的阿洛杰链霉菌BC1,拉丁文名为Streptomyces araujoniae;保藏编号为CGMCC No:24639。
实施例1
一种生物防治菌剂的制备方法,步骤如下:
(1)将阿洛杰链霉菌BC1接种于固体培养中28℃活化培养6d,得到活化菌株;
(2)将步骤(1)得到的活化菌株接种于液体培养基中28℃培养24h,摇床的转速为150r/min,得到液体种子;
(3)将步骤(2)得到的液体种子接种到发酵培养基中28℃发酵48h,摇床的转速为250r/min;所述发酵过程中溶氧控制体积比10%,pH控制在7.2,发酵液即为生物防治菌剂,发酵液中阿洛杰链霉菌BC1的活菌数为2×1010个/mL;
所述发酵培养基为可溶性淀粉10g/L,蛋白胨5g/L,酵母浸粉4g/L,麦芽浸粉10g/L,葡萄糖4g/L,甘油10g/L,其余为水,pH 7.2。
实施例2
一种生物防治菌剂的制备方法,步骤如下:
(1)将阿洛杰链霉菌BC1接种于固体培养中32℃活化培养8d,得到活化菌株;
(2)将步骤(1)得到的活化菌株接种于液体培养基中32℃培养48h,摇床的转速为250r/min,得到液体种子;
(3)将步骤(2)得到的液体种子接种到发酵培养基中32℃发酵72h,摇床的转速为350r/min;所述发酵过程中溶氧控制体积比40%,pH控制在7.4,发酵液即为生物防治菌剂,发酵液中阿洛杰链霉菌BC1的活菌数为6×1010个/mL;
所述发酵培养基为可溶性淀粉10g/L,蛋白胨5g/L,酵母浸粉4g/L,麦芽浸粉10g/L,葡萄糖4g/L,甘油10g/L,其余为水,pH7.4。
实施例3
一种生物防治菌剂的制备方法,步骤如下:
(1)将阿洛杰链霉菌BC1接种于固体培养中30℃活化培养7d,得到活化菌株;
(2)将步骤(1)得到的活化菌株接种于液体培养基中30℃培养36h,摇床的转速为200r/min,得到液体种子;
(3)将步骤(2)得到的液体种子接种到发酵培养基中30℃发酵60h,摇床的转速为300r/min;所述发酵过程中溶氧控制体积比25%,pH控制在7.3,发酵液即为生物防治菌剂,发酵液中阿洛杰链霉菌BC1的活菌数为4×1010个/mL;
所述发酵培养基为可溶性淀粉10g/L,蛋白胨5g/L,酵母浸粉4g/L,麦芽浸粉10g/L,葡萄糖4g/L,甘油10g/L,其余为水,pH 7.3。
实施例4
菌株BC1(阿洛杰链霉菌菌株BC1)的分离、纯化及保存
在云南普洱(东经99°85',北纬23°09')和开远(东经103°27',北纬23°71')甘蔗种植区,采用组织分离法,从发病甘蔗赤腐病组织在PDA或PSA培养基上进行分离,于28℃恒温培养72h后挑取单菌落进行纯化,恒温培养5~7天后保存,作为待测菌株。
其中,分离与保存的培养基为PDA或PSA培养基。
实施例5
本发明阿洛杰链霉菌(Streptomyces araujoniae)菌株BC1的生物学特征如下:
分子鉴定:采用细菌16S rDNA所用通用引物
27F:5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′(如SEQ ID NO:2所示)和
1492R:5′-AAGGAGGTGATCCAGCCGCA-3′(如SEQ ID NO:3所示),以菌株BC1基因组DNA为模板进行PCR扩增、克隆、测序。阿洛杰链霉菌(Streptomyces araujoniae)菌株BC1的16S rDNA序列有效长度为1518bp,将该菌株的16S rDNA序列进行Blast比对,发现其与阿洛杰链霉菌(Streptomyces araujoniae)序列同源性达100%,且处于同一个进化分支。该菌株的16S rDNA核苷酸序列如SEQ ID No:1所示(图3为阿洛杰链霉菌菌株BC1基于16SrRNA序列构建的系统发育树)。
形态学鉴定:阿洛杰链霉菌BC1在高氏Ⅰ号平板上28℃培养7d,观察其菌落形态为圆形,微隆起,白色,外围有一圈绒毛,微褶皱(图1为阿洛杰链霉菌菌株BC1菌落形态)。
阿洛杰链霉菌BC1接种于不同固体培养基,28℃培养7d,其生长状况和培养特征如表1所示。
表1阿洛杰链霉菌BC1的培养特征
注:‘+++’表示生长旺盛;‘++’表示生长良好;‘+’表示生长一般。
分别测定阿洛杰链霉菌BC1的生理生化反应、碳源和氮源利用情况,结果见表2和表3。结果表明:阿洛杰链霉菌BC1可以水解淀粉、明胶液化、牛奶胨化、不产生硫化氢,不产生黑色素(表2)。
在碳源利用方面,它可以利用葡萄糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖、阿拉伯糖、D-木糖、D-果糖、结晶乙酸钠和甘露醇;在氮源利用方面,它可以利用甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、蛋白胨和KNO3(表3)。
表2阿洛杰链霉菌BC1生理生化试验结果
试验项目 | 试验结果 | 试验项目 | 试验结果 |
淀粉水解 | + | 硫化氢产生 | – |
明胶液化 | + | 黑色素产生 | – |
牛奶胨化 | + |
注:‘+’为阳性,‘–’为阴性
表3阿洛杰链霉菌BC1碳源、氮源利用试验结果
注:‘+++’表示生长旺盛;‘++’表示生长良好;‘+’表示生长一般。
综合测序结果与形态学鉴定,本实验保存的从甘蔗组织中分离获得的细菌样本BC1为阿洛杰链霉菌(Streptomyces araujoniae)。
实施例6
菌株BC1的抑菌谱测定
采用对峙培养法测定阿洛杰链霉菌(Streptomyces araujoniae)菌株BC1的抑菌谱:靶标菌有甘蔗梢腐病菌、甘蔗赤腐病菌、甘蔗褐条病菌和甘蔗叶枯病菌。
实验组:将菌株BC1和靶标菌分别打成0.8cm的菌饼,将4个靶标菌甘蔗梢腐病菌、甘蔗赤腐病菌、甘蔗褐条病菌和甘蔗叶枯病菌分别打成0.8cm的菌饼,分别放置9cm PDA培养基平板中央,菌株BC1放置于距离靶标菌菌饼2cm处4个对称点上,置于28℃恒温培养箱中培养7d。
空白对照组:将4个靶标菌甘蔗梢腐病菌、甘蔗赤腐病菌、甘蔗褐条病菌和甘蔗叶枯病菌均打成0.8cm的菌饼,将其分别放置9cm PDA培养基平板中央,置于28℃恒温培养箱中培养7d。
计算公式如下:抑菌率(%)=(空白对照组菌落直径-各实验组菌落直径)/(空白对照组菌落直径-菌饼直径)×100。
实验结束计算抑菌率,表4实验结果为菌株BC1对4种甘蔗病原菌的抑菌效果(图2为阿洛杰链霉菌菌株BC1对4种甘蔗病原菌室内平板对峙培养抑菌效果)。
表4菌株BC1对4种甘蔗病原菌的抑菌效果
从表4可看出,菌株BC1对甘蔗梢腐病菌、甘蔗赤腐病菌、甘蔗褐条病菌和甘蔗叶枯病菌均有一定的抑制率,特别是对甘蔗赤腐病菌和甘蔗褐条病菌抑菌效果较好。由此可知,菌株BC1对大部分甘蔗真菌病害具有防治作用。
实施例7
阿洛杰链霉菌菌株BC1发酵液对甘蔗褐条病的防治效果
发酵液的制备:将菌株BC1在ISP2培养基上培养7天后,将菌丝及孢子接种到ISP2液体培养基中,28~32℃,200r/min摇床振荡培养24~48h,得到液体种子;按体积比10%接种量将液体种子接入到发酵培养基中,28~32℃,转速300~500r/min,溶氧控制体积比10~40%,pH 7.2~7.4,通气培养48~72h,进行发酵,发酵液经4℃、10000r/min下离心30min,得到发酵上清液。
甘蔗褐条病防治实验:甘蔗叶片喷雾接种甘蔗褐条病菌1d后,喷施菌株BC1发酵上清液,空白对照用清水处理。施药14d后,观察发病情况。结果显示,菌株BC1发酵上清液能有效抑制甘蔗褐条病菌对甘蔗叶片的侵染(图4)。
实施例8
阿洛杰链霉菌菌株BC1对甘蔗赤腐病的防治效果
发酵液的制备:将菌株BC1在ISP2培养基上培养7天后,将菌丝及孢子接种到ISP2液体培养基中,28~32℃,200r/min摇床振荡培养24~48h,得到液体种子;按体积比10%接种量将液体种子接入到发酵培养基中,28~32℃,转速300~500r/min,溶氧控制体积比10~40%,pH 7.2~7.4,通气培养48~72h,进行发酵,发酵液经4℃、10000r/min下离心30min,得到发酵上清液。
甘蔗赤腐病防治实验:分别将蔗茎在菌株BC1发酵上清液、对照药剂百菌清800倍液及清水空白对照中浸泡20min,取出放阴凉处晾干后在刀口处接种甘蔗赤腐病强致病力菌株MYN1-1(C.falcatum)。在恒温28℃,75%相对湿度培养7d后,观察蔗茎发病情况,并测量病斑直径。结果如图5所示,阿洛杰链霉菌BC1发酵上清液能有效抑制甘蔗赤腐病菌对蔗茎的浸染,防效达71.4%,显著高于百菌清800倍液的防治效果。
防治效果(%)=[(空白对照组病斑直径-实验组病斑直径)/空白对照组病斑直径]×100%
表5菌株BC1发酵上清液对甘蔗赤腐病的防治效果
实施例1~实施例8的结果表明,本发明从甘蔗组织中分离获得一株阿洛杰链霉菌(Streptomyces araujoniae)菌株BC1,该菌株可用于甘蔗真菌病害防治,防治效果显著,安全、绿色、环保。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
序列表
<110> 云南省农业科学院甘蔗研究所
<120> 一株阿洛杰链霉菌BC1及其应用
<160> 3
<170> SIPOSequenceListing 1.0]
<210> 1
<211> 1518
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
agagtttgatcctggctcaggacgaacgctggcggcgtgc ttaacacatg caagtcgaac 60
gatgaagcctttcggggtggattagtggcgaacgggtgag taacacgtgg gcaatctgcc 120
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cggctggatcacctcctt 1518
<210> 2
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
agagtttgatcctggctcag 20
<210> 3
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
aaggaggtgatccagccgca 20
Claims (10)
1.一株阿洛杰链霉菌BC1,拉丁文名为Streptomyces araujoniae;保藏编号为CGMCCNo:24639。
2.根据权利要求1所述的一株阿洛杰链霉菌BC1,其特征在于,所述阿洛杰链霉菌BC1的16S rDNA核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。
3.权利要求1所述阿洛杰链霉菌BC1在防治植物病原菌中的应用,其特征在于,所述植物病原菌为甘蔗梢腐病菌、甘蔗赤腐病菌、甘蔗褐条病菌和甘蔗叶枯病菌的一种或多种。
4.一种生物防治菌剂,其特征在于,所述生物防治菌剂为权利要求1所述的阿洛杰链霉菌BC1的发酵液;所述发酵液中阿洛杰链霉菌BC1的活菌数为2~6×1010个/mL。
5.一种生物防治菌剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将权利要求1所述阿洛杰链霉菌BC1接种于固体培养基中进行活化培养,得到活化菌株;
(2)将步骤(1)得到的活化菌株接种于液体培养基中进行培养,得到液体种子;
(3)将步骤(2)得到的液体种子接种到发酵培养基中发酵,发酵液即为生物防治菌剂。
6.根据权利要求5所述的一种生物防治菌剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述活化培养的温度为28~32℃,活化培养的时间为6~8d。
7.根据权利要求5所述的一种生物防治菌剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述培养的温度为28~32℃,培养的时间为24~48h,摇床的转速为150~250r/min。
8.根据权利要求5所述的一种生物防治菌剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述发酵的温度为28~32℃,发酵的时间为48~72h,摇床的转速为250~350r/min。
9.根据权利要求5所述的一种生物防治菌剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述发酵过程中溶氧控制体积比10~40%,pH为7.2~7.4。
10.根据权利要求5所述的一种生物防治菌剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述发酵培养基配方为可溶性淀粉10g/L,蛋白胨5g/L,酵母浸粉4g/L,麦芽浸粉10g/L,葡萄糖4g/L,甘油10g/L,其余为水,pH为7.2~7.4。
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