桑树根腐病致病机理及拮抗菌的筛选研究

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桑树根腐病造成桑树根部腐烂坏死、叶部凋萎脱落和整株枯死,对桑树种植危害严重,在我国的云南、广西等省蚕区都有发生,严重地影响我国蚕桑业经济的健康发展,但其病原和防治方法研究较少。本文通过对采自广西病树的病原菌的分离鉴定、致病性测定、致病机制及生物防控研究,初步认定其病原为腐皮镰刀菌(Fusarium solani);在透射电镜下,检测到病原菌丝在内皮层细胞壁和质膜上大量堆积导致细胞结构完整性破坏,从而影响树体水分与营养物质运输;同时对桑树根际土壤中的芽孢杆菌进行分离,对筛选出芽孢杆菌进行平板对峙实验并用电镜观察拮抗菌落的超微结构。在扫描电子显微镜下,对峙培养可观察拮抗细菌能定殖在病原菌菌丝表面,对病原菌有显著的拮抗作用。具体结果如下:(1)分离获得的病原在PDA培养基上生长较快,菌丝浓密,呈白色棉絮状。显微镜观察,小分生孢子顶生在分生孢子梗,呈肾形或椭圆形;厚垣孢子呈球形,单生或对生,与腐皮镰刀菌形态高度相似。通过PCR扩增获得ITS基因碱基大小为552bp的序列片段。扩增基因序列进行BLAST同源性分析结果表明,与NCBI基因库腐皮镰刀菌(Fusarium solani)同源性高达99%;构建的进化树显示与腐皮镰刀菌根瘤菌专化型同源性高度相似;初步将该菌定名为FS-1。(2)选取不同生长时期健康桑树进行致病性测定,病变结果观察显示主根部位病变组织在较短时间里扩散到健康组织上,腐烂迅速蔓延整个根部,根部完全被破坏,桑苗干枯死亡,与采集病树病状一致;透射电镜观察病变主根内皮层薄壁细胞,病原菌菌丝在内皮层细胞壁上堆积,在质膜上大量堆积的病原菌菌丝形成凸起结构,这类内部突起结构杂乱堆积在质膜上,使根部细胞内部通透性减小,影响水分与营养物质的运输,与已报道其它镰刀菌致植物病致病机理相一致。(3)通过对峙培养法筛选出一株命名为JK-7的芽孢杆菌对FS-1具有拮抗作用。该菌株在LB培养基上菌落呈半透明、光滑呈蜡状,边缘不规则。菌株为革兰氏阳性菌,形状呈杆状,芽孢形状椭圆。采用一对细菌通用引物PCR扩增获得JK-7菌株的16S rDNA基因序列,获得目的碱基数为1477bp。系统进化树结果表明JK-7菌株与蜡样芽孢杆菌亲缘关系最近。平板对峙结果显示在PDA培养基上病原菌长势较快,但在拮抗细菌JK-7菌落周围可发现抑菌带,取该区域进行超微结构观察JK-7菌株对FS-1的菌丝生长有抑制作用,通过扫描电子显微镜可观察到JK-7菌株能定殖在病原菌菌丝表面,显示出对病原菌的拮抗作用。本研究首次确认腐皮镰刀菌是成林桑树根腐病原,并对其致病机理进行探究和筛选出有效的拮抗细菌,对于保证蚕桑业可持续性发展和桑树病害绿色防控具有重要的现实意义。
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