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黄萎病是当前我国棉花上危害最为严重的病害,每年给我国棉花生产造成重大损失。由于棉花黄萎病属于土传维管束病害,病原菌寄主范围广,并且存在明显的致病力分化,防治难度大,至今尚未有特效的防治药剂,只能依靠种植抗耐病品种为主,结合生物防治等技术的综合防治措施。
在棉花不同生长期对黄萎病不同抗感品种的植株根部可培养内生细菌密度进行了调查,同时在黄萎病发病高峰期,根据棉花黄萎病分级标准,调查不同发病程度的植株根、茎和叶中内生细菌数量的差别。结果表明,抗病品种常抗棉内生细菌密度少于感病品种泗棉3号;泗棉3号健株内生细菌密度明显少于发病植株,并且随着病级的增加,其内生细菌的密度也增大。
本研究以棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae Kleb)、枯萎病菌(Fusariumoxysporum fp.Vasinfectum(AtK) Snydet Hans)为指示病原真菌,筛选获得具有拮抗活性的内生细菌89个。通过测定拮抗内生细菌的产胞外酶(纤维素酶、蛋白酶、几丁质酶)或次生代谢物(嗜铁素)活性,初步分析了拮抗内生细菌的拮抗机理。通过16SrRNA基因限制性酶切图谱分析(amplified ribosomal DNA restriction analysis,ARDRA)、基因组DNA的BOX-PCR指纹图谱分析,以及部分菌株16S rRNA基因序列的测定和分析,对拮抗内生细菌种群结构进行了研究。研究结果表明,89个拮抗内生细菌的ARDRA图谱共13种(常抗棉9种,泗棉3号9种),棉花黄萎病不同抗感品种根部拮抗内生细菌存在多样性;BOX-PCR指纹图谱显示,在85%相似条件下,拮抗内生细菌有51种基因型,进一步证明棉花黄萎病不同抗感品种根部拮抗内生细菌存在多样性;结合16S rRNA基因序列测定结果,可以得出,13个ARDRA类群分别属于4个类群(Bacilli、Betaproteobacteria、Alphaproteobacteria、Gammaproteobacteria),7个属(Bacillus、Brebacillus、Burkholderia、Agrobacterium、Sinorhizobium,Acinetobacter、Pseudomonas),其中常抗棉中拮抗内生细菌分别属Bacillus,Burkholderia,Brevibacillus和Agrobacterium4个属,泗棉3号中拮抗内生细菌分别属Bacillus,Burkholderia,Sinorhizobium,Acinetobacter和Pseudomonas5个属。棉花根部拮抗内生细菌中芽孢杆菌属为优势种群,占拮抗内生细菌总数的82%。同时根据拮抗机理的不同分别选择了9个拮抗内生细菌(用于防治棉花黄萎病)进行了室内试验。温室防治效果表明,9个拮抗内生细菌菌株对棉花黄萎病的防效表现出显著差异,其中C301,S256和S312菌株的防效基本上在20%-50%之间,而C113菌株的防效在66%以上。