拜赖青霉菌株47M-1的培...及其对芝麻枯萎病的防治效果_赵新贝.pdf

39(1)167-175 中国生物防治学报 Chinese Journal of Biological Control 2023 年 2 月 收稿日期：2022-09-07 基金项目：河南省农科院优秀青年科技基金（2022YQ04）；河南省博士后经费资助；财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系（CARS-14）；河南省科技攻关项目（222102110251）；河南省科技攻关项目（222102110277）作者简介：赵新贝，博士，助理研究员，E-mail：；*通信作者，博士，研究员，E-mail：。DOI:10.16409/ki.2095-039x.2023.02.005 拜赖青霉菌株47M-1的培养条件优化及其对芝麻枯萎病 的防治效果 赵新贝，赵 辉，倪云霞，刘新涛，何碧珀，贾 敏，张春艳，李永冬，赵世魁，刘红彦*（河南省农业科学院植物保护研究所/农业农村部华北南部作物有害生物综合治理重点实验室/河南省农作物病虫害防治重点实验室/河南省生物农药工程研究中心/河南省作物保护国际联合实验室，郑州 450002）摘要：拜赖青霉 Penicillium bilaiae 47M-1 是具备广谱抑菌活性和促生能力的高效生防菌株，但其生物学特性、最佳培养条件及对芝麻病害的防治效果尚未见系统研究。本研究旨在明确拜赖青霉 47M-1 的生物学特性、最佳培养条件及病害防治效果。在明确菌株 47M-1 生物学特性的基础上，以芝麻枯萎病病原尖孢镰刀菌 Fusarium oxysporum 为靶标菌，通过单因素试验确定菌株 47M-1 的最佳培养条件，通过盆栽试验测定菌株的防病效果。试验结果表明，菌株 47M-1 在 25 28，pH 5.07.0，光周期中 016 h 光照的条件下菌丝生长最快；在 25 28，pH 3.010.0，光周期中 8 h 光照的条件下产孢量最大，该菌分生孢子的致死温度为 60。菌株 47M-1 最佳产抑菌活性物质的培养液配方为：蔗糖 30 g，酵母粉/牛肉膏/蛋白胨 5 g，KCl 0.5 g，MgSO47H2O 0.5 g，FeSO47H2O 0.01 g，蒸馏水 1000 mL。将菌株 47M-1 的孢子悬浮液按 2%或 3%接种至 pH 7.0 的 75125 mL 优化后的培养液中，在 25 27 的恒温摇床上培养 5 d 时，其发酵液抑菌活性最强。盆栽试验结果表明，菌株 47M-1 的孢子悬浮液及其发酵滤液 10 倍稀释液对芝麻枯萎病的防治效果均在 70%以上。拜赖青霉 47M-1 是具备良好防治效果的潜力生防菌，明确其生物学特性、最佳培养条件及病害防治效果，为该菌株抑菌活性物质的研究、菌剂生产和田间应用奠定了基础。关 键 词：拜赖青霉；芝麻枯萎病；生物学特性；培养条件优化；防治效果 中图分类号：S476 文献标识码：A 文章编号：1005-9261(2023)01-0167-09 Optimization of Culture Conditions of Penicillium bilaiae 47M-1 and Its Control Efficacy on Fusarium Wilt of Sesame ZHAO Xinbei,ZHAO Hui,NI Yunxia,LIU Xintao,HE Bipo,Jia Min,ZHANG Chunyan,Li Yongdong,ZHAO Shikui,LIU Hongyan*(Institute of Plant Protection,Henan Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Integrated Pest Management on Crops in Southern Region of North China,Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Henan Key Laboratory of Crop Pest Control/Biological Pesticides Engineering Research Center of Henan Province/International Joint Research Laboratory for Crop Protection of Henan,Zhengzhou 450002,China)Abstract:Penicillium bilaiae strain 47M-1 is a highly effective biocontrol strain with broad-spectrum inhibition activity and growth promotion ability,but its biological characteristics,optimum culture conditions and control efficacy on sesame diseases have not been systematically studied.The purpose of this study was to determine the biological characteristics,the optimum culture conditions and control efficacy of Penicillium bilaiae 47M-1.On the basis of identifying the biological characteristics of strain 47M-1,the optimum culture conditions of strain 47M-1 168 中 国 生 物 防 治 学 报 第 39 卷 were obtained by single factor test with Fusarium oxysporum as target and the control efficacy was determined by pot test.The results showed that mycelium growth was fast under the conditions of 25-28,pH 5.0-7.0 and 016 h light in photoperiod,and sporulation was the high under the conditions of 25-28,pH 3.0-10.0 and 8 h light in photoperiod.Lethal temperature of conidia was 60 for 10 minutes.The optimal culture fluid for producing inhibition substances was as follows:sucrose 30 g,yeast powder/beef extract/peptone 5 g,KCl 0.5 g,MgSO47H2O 0.5 g,FeSO47H2O 0.01 g,distilled water 1000 mL.When 2%or 3%spore suspension were inoculated with 75-125 mL optimized culture fluid at pH 7.0,and cultured at 25-27 for 5 days on a constant temperature shaker,the inhibition activity of culture filtrate was the strongest.The results of pot experiment showed that the control efficacy of both spore suspension and 10-fold diluent of fermentation filtrate was more than 70%against sesame Fusarium wilt.Penicillium bilaiae 47M-1 showed excellent potential for biocontrol.The results will lay a foundation for the study of inhibition substances,production of biocontrol agent and application in field.Key words:Penicillium bilaiae;sesame Fusarium wilt;biological characteristics;optimization of culture conditions;control efficacy 芝麻枯萎病是由尖孢镰刀菌侵染引起的、世界范围内普遍发生的土传病害，严重危害芝麻生产。目前对芝麻枯萎病的防治主要依赖化学药剂，但长期大量施用化学药剂，易造成环境污染和食品安全问题，生物防治对人畜安全、环境友好，是植物病害绿色防治的重要手段之一。长期的生物防治研究为作物病害的防治积累了大量的真菌类资源，青霉菌是病害防治的重要生防资源之一，1995 年曾金凤1首次报道了青霉菌株 Z88 可防治水稻纹枯病，之后许多具备生防价值的青霉菌株逐步进入了人们的视野。青霉菌在枯萎病等土传病害防治中颇具潜力，青霉属中指状青霉 Penicillium digitatum、草酸青霉 P.oxalicum、灰黄青霉 P.griseofulvum 和意大利青霉 P.italicum 等均对作物土传病害具有防治潜力2-5，且生防青霉菌常具备广谱抑菌活性，如草酸青霉菌株 A1 对尖孢镰刀菌 Fusarium oxysporum、串珠镰刀菌 F.moniliforme、层出镰刀菌 F.proliferatum 和茄病镰刀菌 F.solani 的抑菌活性均在 50%以上3；灰黄青霉 P.griseofulvum 菌株 HF3 对由尖孢镰刀菌、立枯丝核菌 Rhizoctonia solani、大丽轮枝菌 Verticillium dahliae 及草莓疫霉 Phytophthora fragariae 等 20 多种土传病原菌复合侵染导致的草莓根腐病的防治效果可达 53%4。青霉菌可通过空间位点竞争、营养竞争、抗生作用、重寄生和诱导抗病性等多种方式达到病害防控目的，其中产生抑菌活性代谢产物是青霉菌拮抗病原微生物的重要方式之一，从青霉菌中分离到大量抑菌活性物质，如化合物 Sch642305、没药烷型倍半萜 PAC1 和异香豆素类化合物 PS1 均表现良好的植物病原菌抑制能力6-8。本课题以芝麻枯萎病病原菌尖孢镰刀菌为靶标菌，从植物根际土壤中分离筛选到一株拜赖青霉 P.bilaiae 菌株 47M-1。拜赖青霉因其高效的促生能力备受关注，其对小麦、豌豆、油菜、苜蓿和扁小豆等多种作物具有促生作用9-14。拜赖青霉在植物病害防治方面的研究相对较少，据文献报道，拜赖青霉菌株JLF6-2 对水稻纹枯病菌 R.solani 具有较好的抑制作用15，拜赖青霉菌株 ACCC 30440 的发酵液可抑制尖孢镰刀菌与大丽轮枝菌的生长16。本课题在前期研究中发现，拜赖青霉菌株 47M-1 兼具广谱抑菌活性、诱导抗性、良好的促生能力和芝麻根部土壤定殖能力17，本研究旨在明确拜赖青霉菌株 47M-1 的生物学特性、产抑菌活性物质的最佳培养条件，评估其对芝麻枯萎病的防治效果，为该菌抑菌活性物质的研究、菌剂生产和田间应用提供科学依据。1 材料与方法 1.1 供试培养基 PDA 培养基配方：去皮马铃薯 200 g，葡萄糖 20 g，琼脂 1520 g，蒸馏水 1000 mL。查氏琼脂培养基（CA）、查氏酵母