尖鐮孢枯萎病的發(fā)生與防治

急性甲酰胺中毒是一種毀滅性的土壤傳播疾病，屬于外源性檢驗對象?？菸〖忡犳呔闹鞣秶鷱V泛,可引起100多種植物維管束萎蔫病害。目前,在世界范圍內(nèi)已報道的被枯萎病尖鐮孢菌嚴重為害的作物有番茄、香蕉、辣椒、西瓜、黃瓜、棉花、香石竹、康乃馨、蘿卜、鷹嘴豆、菠菜、草莓、川紅花、甘蔗、芝麻、粉蕉、鳳梨以及瓜類和豆類等多種植物?？菸牧阈前l(fā)生到大面積發(fā)病只需2～3年的時間,是當前作物生產(chǎn)上的一個嚴重病害,有植物“癌癥”之稱。目前枯萎病防治主要依賴化學藥劑,但化學農(nóng)藥的大量使用會帶來環(huán)境污染、生態(tài)破壞和害蟲產(chǎn)生抗藥性等負面影響,它必將會成為防治植物病蟲害的次要手段,取而代之的將是生物農(nóng)藥。近年來,人們已經(jīng)篩選出大量對枯萎病菌有抑制作用的有益微生物,利用有益微生物及其代謝產(chǎn)物防治枯萎病是一條重要而有效的途徑。1生防微生物用于防治枯萎病的微生物主要有真菌、細菌和放線菌。1.1對西瓜枯渙病、枯已病的防治據(jù)報道,能防治枯萎病的生防真菌有10多種,其中研究應用最廣泛的生防真菌有木霉屬(Trichoderma)和叢枝菌根(Arbuscularmycorrhiza,AM)(見表1)。木霉(Trichodermaspp.)是一類分布廣、繁殖快、對多種病原菌有抑制作用,具有較高生防價值的真菌。趙國其等發(fā)現(xiàn)綠色木霉(Trichodermaviride)Ta能有效抑制西瓜枯萎病菌的生長,長效地保護西瓜苗;西瓜根圍取樣分析表明,Ta能夠在根圍定殖,防效比多菌靈好。ThangaveluR等從感染枯萎病的香蕉根圍分離出的哈茨木霉菌株(T.harzianum)Th-10在體外能夠很好地抑制香蕉枯萎病病菌菌絲生長。我國對木霉的研究和開發(fā)只停留在篩選和室內(nèi)抑菌試驗階段,還未見應用性的產(chǎn)品出現(xiàn)。對植物枯萎病的防治目前仍需采用多因素綜合治理的措施,利用木霉菌株與低劑量的殺菌劑結(jié)合使用,例如燕嗣皇等采用耐藥木霉菌與低劑量的三唑酮結(jié)合使用,以削弱西瓜根際尖孢鐮刀菌的種群數(shù)量,提高耐藥木霉菌株的根際競爭定殖指數(shù)和根際種群密度以及防治效果,并且用木霉菌加米糠沾根法有助于木霉在根際長期定殖,提高了木霉菌劑的防治效果,田間防治效果為88.9%。而莊敬華等用綠色木霉菌T23菌株添加少量營養(yǎng)元素為增效劑,對溫室盆栽和田間大棚甜瓜枯萎病防效達76%左右,并對苗期甜瓜生長有明顯的促進作用。Perez-Vicente等利用分離的哈茨木霉菌株A34與種植抗病品種相結(jié)合,對香蕉枯萎病的防治效果達95%以上。木霉與其它生防微生物混合同樣起到較好的抑制效果。林緯等將從作物根際中分離到的哈茨木霉T31、粘帚霉G1和芽孢桿菌B11三種菌混合并且采取一些措施(有機肥作基肥,施一次拮抗菌與多菌靈、冠菌銅等含銅農(nóng)藥)對西瓜枯萎病的防效達90%以上。紀明山等將綠色木霉TR-8菌株和芽孢桿菌B67菌株的發(fā)酵物混合后制備成健根寶粉劑,該粉劑以1∶50拌土在播種時穴施,對西瓜枯萎病的防效達80%以上,顯著高于常用藥劑多菌靈和施特靈,對西瓜植株具有一定的促進生長作用。菌根是枯萎病生物防治研究的又一類重要真菌。李敏等在溫室和大田條件下研究叢枝菌根真菌與西瓜枯萎病菌(Fusariumoxysporumf.sp.niveum)的關(guān)系,試驗表明,接種AM真菌可以降低枯萎病發(fā)病率、病情指數(shù)以及根內(nèi)和根圍土壤中鐮刀菌繁殖體的數(shù)量,促進西瓜植株的生長發(fā)育從而減輕西瓜枯萎病的危害。徐宗剛等用主要成分為叢枝泡囊菌根的恩益碧(簡稱NEB)菌肥在西瓜定植期灌根,也能有效抑制西瓜枯萎病原菌尖孢鐮刀菌的發(fā)生發(fā)展。淡紫擬青霉菌(Paecilomyceslilacinus)、草酸青霉(Penicilliumoxalicum)、擬康氏木霉(Trichodermapseudokoningii)、桔綠木霉(T.citrinoririd)等對作物枯萎病的防治也相繼報道。王明祖等用淡紫擬青霉菌36-1防治棉花枯萎病菌,盆栽防治表明,生防菌活菌和滅活菌體液劑都比對照的病情指數(shù)明顯降低,病害減輕為54.8%和71.1l%。Larena等采用固態(tài)發(fā)酵法大量制備的草酸青霉孢子對番茄枯萎病的防效可達49%,但孢子活性只能維持30d。柳春燕等將擬康氏木霉和枯草芽孢桿菌(B.subtilis)菌株的發(fā)酵液1∶1混合處理黃瓜枯萎病菌,顯示兩菌株的防病作用具有一定的協(xié)同效應,防治效果好于單一菌株。1.2bacillus、pseudom觀、蝦丁屬的基因組織目前成功應用于防治植物病害的生防細菌有Agrobacterium、Bacillus、Pseudomonas、Xanthomonas等屬的一些菌株(見表2)。其中主要細菌種類有芽孢桿菌(Bacillusspp.)、假單胞桿菌(Pseudomonasspp.)。1.2.1fzb2在枯渙病防治中的應用芽孢桿菌用于防治枯萎病害的例子很多,具有防病增產(chǎn)作用,并且對許多土傳性病害都有明顯的防治效果,還對其它十余種植物病原真菌有明顯的抑制作用,顯示了良好的應用前景。美國迄今已有4株枯草芽孢桿菌(B.subtilis)生防菌株獲得環(huán)保局(PEA)商品化或有限商品化生產(chǎn)應用許可,分別是GB03、MBI600、QST713和B.subtilisvar.amyloliquefaciensFZB24,其中GB03、MBI600和FZB24都可用于防治尖鐮刀菌引起的枯萎病。Hervás等用枯草芽孢桿菌、非致病鐮刀菌和哈茨木霉混合處理鷹嘴豆,對鷹嘴豆鐮刀菌的高毒菌株表現(xiàn)出較好的防治效果。在國內(nèi),劉建國等用掃描電鏡觀察,經(jīng)APS(一種由蠟狀芽孢桿菌產(chǎn)生的新型抗真菌環(huán)狀多肽)處理后菌絲發(fā)生頂端膨大、分支縮短等異常形態(tài)學變化,隨著APS處理濃度的增加,菌絲生長速度明顯降低,并且APS具有廣譜抗菌性,其對棉花枯萎病等多種病原真菌的生長、孢子萌發(fā)具有強烈的抑制作用?？捉ǖ葓蟮揽莶菅挎邨U菌B-903菌株對棉枯萎等多種土傳鐮刀菌具有抑菌活性,證實該菌抗菌物質(zhì)可使病菌細胞畸形,胞內(nèi)物質(zhì)外泄和細胞壁崩潰;盆栽和田間試驗,證明以B-903菌液浸種還可以顯著降低菠菜苗期枯萎病的發(fā)病率,防治效果為68.1%～76.2%。陳志誼等通過利福平抗藥性標記回收法測定,發(fā)現(xiàn)戊唑醇(Tebuconazole)對枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)B-916抑制蠶豆枯萎病菌菌絲生長和防病有顯著的增效作用,并對枯草芽孢桿菌在土壤中定殖有促進作用。王占武等將分離的芽孢桿菌B501制成麩皮固體培養(yǎng)物,加適量的水稀釋成菌懸液,采用沾根的方法防治草莓枯萎病菌,發(fā)現(xiàn)連續(xù)2年田間防效為93.5%以上,與溴甲烷100%的防效比較差異不顯著。1.2.2高效生防工程菌株的篩選假單胞桿菌廣泛存在于植物的根際,常見的有熒光假單胞桿菌、惡臭假單胞桿菌、綠針假單胞桿菌,均具有顯著的防病增產(chǎn)作用。BenJ.Duijff等報道將惡臭假單胞菌(Pseudomonasputida)WCS358和非致病鐮刀菌FO47混和,可以明顯提高二者對亞麻枯萎病的生防活性,有利于假單胞菌素的產(chǎn)生和對植物根部鐵的充分利用;通過假單胞菌素嗜鐵細胞與病原菌競爭鐵離子,可能起到一定的防效。而用惡臭假單胞菌株WCS358與P.putida菌株RE8結(jié)合,對蘿卜枯萎病的防效達到50%,比單獨施用時提高了20%。VanamalaAnjaiah等從印度鷹嘴豆根圍分離得到的銅綠假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa)菌株P(guān)NA1能顯著減少感病及中抗鷹嘴豆品種枯萎病的發(fā)生,然而只有在中抗品種上這種保護作用才能一直持續(xù)到成熟期;進一步研究發(fā)現(xiàn)中抗品種根圍的PNA1菌量是感病品種的10倍,這說明生防菌與植物之間的互作對病害防治具有重要意義。在國內(nèi),設(shè)計了一種新的高效篩選程序,分離出一株具有ACC脫氨酶活性的促生拮抗雙功能假單胞菌菌株M18,通過活菌浸種處理種子并澆灌定殖后的根際土壤,黃瓜枯萎病的株發(fā)病率降低70%～80%。M18能有效地抑制黃瓜枯萎病菌以及多種其他枯萎病病菌和植物病原菌的生長。程亮等分離的假單胞桿菌(Pseudomonassp.)的作用機制主要表現(xiàn)為對香蕉枯萎病菌生長、孢子萌發(fā)的抑制和對病菌菌絲的裂解作用。同時單用假單孢菌菌株對香石竹、黃瓜、棉花、西瓜枯萎病等都表現(xiàn)出較強的抑制作用。隨著分子生物學及分子遺傳學研究的逐步深入,構(gòu)建新型高效生防工程菌株成為研究熱點。相應研發(fā)的生物制劑有康地蕾得,由華東理工大學研制,是通過其有效成分多粘類芽孢桿菌產(chǎn)生的廣譜抗菌物質(zhì)、位點競爭和誘導抗性等機制達到殺滅和控制病原菌的目的,并對作物具有明顯的促進生長作用,對西瓜、黃瓜、甜瓜、冬瓜、番茄、茄子、辣椒、香蕉的枯萎病有特效。1.3香蕉cre、香蕉內(nèi)生灰鏈霉菌和生物制劑為西瓜枯渙病的抗治效果放線菌中應用種類最多的是鏈霉菌(見表3)。放線菌活體制劑Mycostop是由芬蘭的Kemira(1989)用灰綠鏈霉菌(Streptomycesgriseovidis)研制的。Mycostop主要是通過種子處理、土壤噴灑或灌藥等措施使·)它在植物的根部定殖、生長和繁殖,防治常見的一些土傳病原菌如鐮刀菌(Fusariumspp),還可以產(chǎn)生激素促進寄主植物的生長,對植物沒有任何毒性。KGetha等發(fā)現(xiàn)紫黑鏈霉菌株(Streptomycesviolaceusniger)G10對香蕉枯萎病菌具有很好的拮抗作用。LixiangCao等分離出一株能產(chǎn)生鐵載體的香蕉內(nèi)生灰鏈霉菌(Streptomycesgriseorubiginosus)S96菌菌株對香蕉枯萎病菌具有抑制作用。在我國,曹理想等首次從香蕉中分離出內(nèi)生鏈霉菌玫瑰淺灰鏈霉菌(Streptomycesroseogriseolus)對尖孢鐮刀菌顯示出明顯的拮抗活性。潘爭艷等從土壤中分離得放線菌Ⅲ-61和A-21,其發(fā)酵液稀釋倍數(shù)≤5的無菌濾液處理后經(jīng)120h對黃瓜病原菌菌絲生長的抑制率仍達76.5%～100%,對分生孢子萌發(fā)的抑制率為100%。鏈霉菌目前開發(fā)的生物制劑應用最廣泛的是中國農(nóng)科院研制的農(nóng)抗120,由吸水鏈霉菌北京變種產(chǎn)生的抗生素,其抗生作用主要是抑制菌絲生長,使菌絲畸變,原生質(zhì)凝集和小分子物質(zhì)外流;通過抑制病原菌和提高植株的抗病性對西瓜枯萎病具有較好的防治效果。蔣細良等以西瓜枯萎病菌為實驗菌,研究了中生菌素對絲狀真菌的作用,結(jié)果表明中生菌素能顯著地引起菌絲細胞內(nèi)原生質(zhì)凝集,對病原菌孢子的萌發(fā)具有強烈的抑制作用,并具殺死作用,對孢子的形成有較強的阻礙作用。2木霉菌對枯渙病的抗菌作用我國植物病理學家陳延熙根據(jù)多年的實踐和國際上生物防治的方向,提出了較符合自然情況的生防概念,他指出:“植物病害的生物防治是在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)寄主植物的微生物環(huán)境使其利于寄主而不利于病原或者使其對寄主與病原物的相互作用發(fā)生有利于寄主而不利于病原物的影響,從而達到防治病害的目的”。上述概念表明,人們對于病害生物防治的認識從純依靠拮抗性微生物來控制病原或病害,發(fā)展到借助于多種因素來創(chuàng)立一個有利于寄主而不利于病原物或病害發(fā)展的生物環(huán)境,以實現(xiàn)防治病害。生防機制主要包括拮抗作用、競爭作用、重寄生作用、誘導抗性和促生作用。許多有效的拮抗菌株防治效果是一種機制為主同時依賴多種機制共同作用的結(jié)果。田連生等研究木霉T41對番茄枯萎病的拮抗機制,描述了木霉對尖鐮孢的競爭作用、重寄生作用:木霉在生長過程產(chǎn)生抗生素,在代謝過程中產(chǎn)生一系列的水解酶類,如幾丁質(zhì)酶(Chitinases)、纖維素霉(Cellulases)、木聚糖酶(Xylanese)、葡聚糖酶(Glucanases)和蛋白酶(Proteinases),這些酶類對真菌細胞壁的降解有重要作用,可抑制病原菌孢子萌發(fā),引起菌絲崩解,同時還能增強作物抗病性,刺激作物生長。所以不難理解不同的木霉菌株具有不同的生防能力,即使同源菌株的突變體也表現(xiàn)出不同的生防機制。芽孢桿菌對枯萎病鐮刀菌有很強的抑制能力,存在著營養(yǎng)基質(zhì)的競爭和生態(tài)位排斥,因為菌株與病原菌有著相似的生存位點,同時產(chǎn)生的拮抗物質(zhì)主要是抗生素、細菌素、細胞壁降解酶類和其它抗菌蛋白及揮發(fā)性抗菌物質(zhì),抑制孢子萌發(fā),抑制菌絲形成分生孢子,造成菌絲頂端畸形膨大,對菌絲有強烈的溶菌作用,破壞細胞壁,引起細胞內(nèi)含物泄出。生防菌株能夠在植物根際定殖,誘導植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗病性。3生防菌防治的優(yōu)化措施大量的實踐證明,枯萎病大田生防效果明顯低于室內(nèi),其原因有以下幾個方面:首先,作物枯萎病為土傳病害,而生防菌作為外來菌要在帶菌的土壤中定殖并發(fā)揮生物防治作用,它需要克服包括病原菌在內(nèi)的土壤習居微生物對它的排斥作用,同時也存在被各種理化或生物因素鈍化的可能,這也是作物枯萎病生物防治效果不理想的主要原因;其次,環(huán)境條件的影響。生防菌的適應范圍較狹窄,環(huán)境條件的改變,如土壤含水量、pH值及有機質(zhì)和微量元素的變動均會影響生防菌效果;另外,化學防治效果直觀,容易被接受,而生物防治在防治過程中有滯后效應,存在藥效緩慢的問題。以上問題的解決,理論上應該對特定生防菌株的生態(tài)適應性、競爭存活能力、生防菌產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物及其功能基因、對靶標病原菌的作用機制、生防菌與靶標菌以及寄主植物間的相互關(guān)系等進行深入研究,以推動生防菌作為生防手段在植物病害防治中的應用進程。而在實際生產(chǎn)應用中,可從以下幾方面著手:①生防菌與化學農(nóng)藥復配使用。有些農(nóng)藥對生防菌不利,降低了其防治效果。篩選對生防菌影響小的農(nóng)藥,這樣化學藥劑才可以