类芽孢杆菌QHZ11对马铃薯黑痣病的生防机制及对马铃薯的促生效果研究

来源 :甘肃农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:qq174548079
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由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani,R.solani)侵染引起的马铃薯黑痣病是目前严重影响甘肃省马铃薯产业健康发展的主要土传病害,而生物防治作为最安全有效的绿色防控方法,受到了生防菌菌种资源有限和生防机制研究匮乏等因素的限制。本研究以课题组前期筛选的一株对R.solani有显著抑制效果的类芽孢杆菌QHZ11为研究对象,通过盆栽试验(设4个处理:T1:病土(灭菌土中添加R.solani);T2:病土+普通有机肥;T3:病土+氨基酸有机肥;T4:病土+QHZ11生物有机肥),结合q PCR等方法,研究了马铃薯不同生育期内病原菌R.solani和拮抗菌QHZ11在马铃薯根际和植株不同部位的数量变化与消长规律,并就QHZ11生物有机肥对马铃薯植株防御基因的表达、防御酶活性、以及对马铃薯黑痣病的生防效果和对马铃薯的促生效果进行了研究,旨在揭示拮抗菌QHZ11对马铃薯黑痣病的防治机理,明确QHZ11生物有机肥对马铃薯黑痣病的生防效果及对马铃薯的促生作用,主要结果如下:1.QHZ11在马铃薯根际和植株不同部位的定殖显著抑制了R.solani的生长(1)随马铃薯生育进程的推进,QHZ11在马铃薯根际、根系和匍匐茎的定殖数量均呈现先增加至块茎形成期到达峰值,随后下降的趋势,数量最低出现在芽条期,比块茎形成期低了2个数量级。(2)与对照(T1)相比,无论在根际还是植株不同部位,T2-T4处理R.solani的数量在各个时期均显著低于对照,尤其以T4生物有机肥处理最为显著,比T1低了2个数量级;4个处理中,R.solani的数量均呈现先增加至块茎膨大期到达峰值,随后下降的趋势,说明QHZ11的引入显著抑制了R.solani的生长。(3)在整个生育期,根际、根系和匍匐茎QHZ11的数量均显著高于R.solani,随生育期的推进,二者的差异逐渐增大,至块茎形成期达到最大,为2个数量级,之后差异开始缩小,说明在与R.solani的竞争中,QHZ11以数量上的优势始终占据主导地位,从而发挥群体效应,显著抑制了病原菌的生长。2.QHZ11可以诱导马铃薯植株产生系统抗性(1)在马铃薯不同生育期,QHZ11均可诱导马铃薯茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)和乙烯(ET)合成途径中关键酶基因的表达,其中,JA合成中的关键酶基因po AOS和po LOX以及SA合成的关键酶基因po PAL的相对表达量均在块茎形成期到达高峰;而ET合成的关键酶基因po ACS的表达高峰在块茎膨大期,说明JA、SA和ET均是马铃薯抵抗黑痣病的重要信号分子,而QHZ11可以诱导JA、SA和ET合成途径的发生,进而诱导马铃薯植株对黑痣病的抗性。(2)QHZ11可以诱导马铃薯茎叶组织中SOD、POD和CAT的活性发生变化,且对每种酶的影响在茎叶上基本相同。其中,对叶片中SOD活性的诱导主要发生在苗期,而对叶片POD活性的诱导可发生在各生育时期,但对CAT的活性在生育前期无影响,生育后期反而会降低茎叶CAT的活性,说明拮抗菌QHZ11可通过提高防御酶活性的方式诱导马铃薯植株产生对黑痣病的系统抗性。3.QHZ11生物有机肥对马铃薯黑痣病有显著的生防效果,并可有效促进马铃薯植株的生长,改善根系形态并提高块茎产量(1)T1处理病情指数最高,T4最低;防效结果则相反,为T4>T3>T2处理,说明普通有机肥、氨基酸有机肥和生物有机肥均可不同程度地防治马铃薯黑痣病,其中,生物有机肥效果最显著。(2)与对照(T1)相比,T4、T3和T2处理均可促进马铃薯地上部的生长,其中株高变化最明显;增加地上地下生物量,以地上干重变化最为显著;促进马铃薯根系的生长,改善根系形态,最突出的是根表面积的变化;还能显著增加马铃薯的单株结薯数和薯块重。其中,以T4生物有机肥处理效果最显著。类芽孢杆菌QHZ11在马铃薯根际、根系和匍匐茎的定殖显著抑制了黑痣病病原菌的生长,并可诱导马铃薯植株产生对黑痣病的系统抗性,同时,QHZ11生物有机肥不仅能够有效防控马铃薯黑痣病,还能促进马铃薯植株的生长,改善根系形态并增加块茎产量。本研究为进一步明确QHZ11对马铃薯黑痣病的生防机理提供了有力支撑,并对QHZ11生物有机肥的田间应用和推广具有重要意义。
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