CN108130293B - 一株拮抗小孢拟盘多毛孢菌的生防细菌、菌剂及其应用 - Google Patents

一株拮抗小孢拟盘多毛孢菌的生防细菌、菌剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一株拮抗小孢拟盘多毛孢菌的生防细菌、菌剂及其应用,其中,生防细菌为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)JSNL006,保藏单位:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号:CGMCC NO.11365,保藏日期:2015年9月11日。该菌对小孢拟盘多毛孢菌具有明显的拮抗作用。本发明还公开一种由解淀粉芽孢杆菌菌株JSNL006制得的生防菌剂,该生防菌剂的制备方法包括如下步骤:将解淀粉芽孢杆菌菌株JSNL006接种于pH为6~7的培养基中,在温度为28~30℃下培养48~60h,摇床转速为180~200rmp,通气量1:1,得到的发酵液即为生防菌剂。该生防菌剂可用于防治红叶石楠叶斑病和女贞叶班病。本发明的菌株JSNL006及包含该菌株的生防菌剂培养条件简单、容易保存,易于工业化生产,具有良好的开发应用前景。

Description

一株拮抗小孢拟盘多毛孢菌的生防细菌、菌剂及其应用
技术领域
本发明涉及一株生防细菌及其应用,具体涉及一株拮抗小孢拟盘多毛孢菌的生防细菌、包含该生防细菌的生防菌剂及该生防菌剂的应用,属于微生物领域。
背景技术
近年来,随着化学农药的普及应用,对环境安全和人类健康日益构成威胁,生物防治的研究逐渐得以重视,生防细菌成为国内外在生物防治研究中的一个热点。生防细菌不仅在其生长发育过程中产生多种拮抗性或竞争性的代谢产物,通过直接或间接作用,达到阻碍或杀死病原菌的效果,而且这些细菌大多是从植物的根围和叶围等处分离得到的,对植物具有较好的亲合性,接种后易于在植物上定植,生防效果持久稳定。
近年也有大量研究报道,解淀粉芽孢杆菌可产生抗真菌物质,如抗真菌蛋白、伊枯草菌素、几丁质酶等,这些代谢产物使其具有广泛地抑制真菌和细菌的活性。目前,不少学者已对该类细菌的分子结构、基因功能及拮抗机理进行深入研究,在生物防治方面被认为具有广阔的应用前景,在植物病害防治方面具有很大的应用潜力,可作为一种新型生物农药进行开发和推广。
红叶石楠(Photinia×fraseri)自1994年引进我国以来,因其强大的适应性、广泛的应用性,已成为园林绿化美化的主要彩叶苗木。然而作为观叶树种,红叶石楠的叶部病害一直备受关注。由小孢拟盘多毛孢引起的红叶石楠叶斑病在很多地区危害严重,阻碍了红叶石楠的生长,大大降低了红叶石楠的观赏价值,对其产业化生产造成严重威胁。目前,国内红叶石楠病害的治理主要以化学防治和栽培管理措施为主,尚未见到利用拮抗微生物开展生物防治的相关报道。
发明内容
发明目的:本发明的第一目的是提供一株拮抗小孢拟盘多毛孢菌的生防细菌,第二目的是提供一种包含该生防细菌的生防菌剂、生防菌剂的制备方法、以及其在防治红叶石楠叶斑病和杨树溃疡病方面的应用。
技术方案:本发明提供的一株拮抗小孢拟盘多毛孢菌的生防细菌为解淀粉芽孢杆菌 (Bacillus amyloliquefaciens)菌株JSNL006,是由本发明人从江苏省句容市江苏农林职业技术学院校园内红叶石楠叶片上分离得到的。
该菌株已于2015年9月11日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号:CGMCC NO.11365。该菌株主要生物学特性为:革兰氏染色呈阳性,菌体短杆状,直径一般为1-2mm;接触酶、淀粉水解酶、V-P试验、硝酸盐还原反应均呈阳性;脲酶、苯丙氨酸脱氨酶、柠檬酸盐利用、吲哚试验均呈阴性;可利用D-葡萄糖、蔗糖、甘露醇产酸,而不能利用D-木糖D-木糖;能在2%的盐浓度和30-37℃温度下正常生长,而在大于5%NaCl、4℃和大于41℃条件下均不能生长。
该解淀粉芽孢杆菌菌株JSNL006对小孢拟盘多毛孢菌具有明显的拮抗作用。
本发明还提供了一种由上述解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)菌株 JSNL006制得的生防菌剂。
该生防菌剂的制备方法为:将解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)菌株 JSNL006接种于pH为6~7的培养基中,在温度为28~30℃下培养48~60h,摇床转速为180~200rmp,通气量1:1,得到的发酵液即为生防菌剂。
其中,该培养基由牛肉膏、蛋白胨、氯化钠和蒸馏水组成,每1000mL蒸馏水中含 2~5g牛肉膏、2~5g蛋白胨及5g氯化钠。
本发明还提供了将该生防菌剂在防治红叶石楠叶斑病及女贞叶班病方面的应用。
有益效果:本发明所述的解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)菌株JSNL006 及包含该菌株的生防菌剂具有以下优点:
(1)本发明的解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)菌株JSNL006是一种高效的生防细菌,其对小孢拟盘多毛孢菌具有明显的拮抗作用,能够有效抑制小孢拟盘多毛孢菌的生长,接种10d时抑菌率可达60%;
(2)本发明制备的包含解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)菌株JSNL006 的生防菌剂对红叶石楠叶斑病及女贞叶斑病有很好的防治效果,其效果分别达69.04%、 62.82%;
(3)本发明的包含解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)JSNL006的生防菌剂的制备方法简单易行,合理有效,成本低廉,具备研发成各种制剂并产业化推广应用的前景。
附图说明
图1(a)为菌株JSNL006在牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落形态,图1(b)为菌株JSNL006经革兰氏染色的形态,图1(c)为菌株JSNL006的扫描电镜图片;
图2(a)和图2(b)分别为接种5d和接种10d后菌株JSNL006与红叶石楠叶斑病病原菌的对峙效果图;
图3为菌株JSNL006的16S DNA全序列PCR扩增产物电泳检测图;
图4为菌株JSNL006的***发育进化树。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明人从江苏省句容市江苏农林职业技术学院校园内红叶石楠叶片上分离后,利用牛肉膏蛋白胨培养基平板人工培养、不断纯化出一批生防细菌,经过对小孢拟盘多毛孢菌进行对峙实验后筛选出高效拮抗拟盘多毛孢属真菌的菌株,经过形态学鉴定、生理生化特性测定和16SrDNA分析,确定该菌株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)JSNL006。
该菌株已于2015年9月11日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号:CGMCC NO.11365。
实施例1:解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)JSNL006的筛选鉴定
1、供试菌株
病原菌供试菌株:小孢拟盘多毛孢菌(Pestalotiopsis microspora)从江苏省句容市江苏农林职业技术学院校园内红叶石楠发病叶片上分离纯化获得,经前期试验鉴定确定其分类地位。菌株经过回接,证明能其对红叶石楠叶部具有致病性,可引起红叶石楠叶斑病。
拮抗细菌供试菌株:从江苏省句容市江苏农林职业技术学院校园内红叶石楠发病叶片上分离后,利用牛肉膏蛋白胨培养基平板人工培养、不断纯化出一批生防细菌,序号分别编为:JSNL001、JSNL002、JSNL003、JSNL004、JSNL005、JSNL006、JSNL007、 JSNL008、JSNL009、JSNL010、JSNL011。
2、拮抗细菌对病原菌的平板对峙试验
在直径90mm的PDA平板培养基正中接入直径5mm的红叶石楠叶斑病病原菌小孢拟盘多毛孢的菌饼,接着用接种环取供试细菌划线于距中央2.5cm处,做好标记,放置于28℃生化培养箱中培养5d、10d,观察并拍照,结果如图2(a)和图2(b)。用十字交叉法测量病原菌直径(取2次平均值)并记录,每个处理设置3个重复,对照为只接病原菌;同时记录抑菌效果,如下表1。抑菌率计算公式如下:
抑菌率(%)=(对照菌落直径—处理菌落直径)/对照菌落直径x100%
对峙结果表明,在接种后第5天时,11种供试拮抗细菌均表现出对病原菌不同程度的拮抗作用,培养到10天后,仍然呈现出明显的抑菌效果,有效的抑制了病原菌的生长,11种拮抗菌中JSNL006号菌株拮抗效果最好,与病原菌对峙生长2d时就出现相交并呈对峙之势,3d时,开始侵入病原菌菌落,5d时抑菌率达51.14%,10d时达到60%,病原菌生长抑制作用显著。
表1拮抗细菌与红叶石楠叶斑病病原菌的对峙培养
3、拮抗细菌的鉴定
选取对红叶石楠叶斑病病原菌抑菌效果最好的生防细菌菌株JSNL006进行鉴定。
(1)拮抗细菌的形态鉴定
光学显微镜观察菌体形态:将待鉴定的菌株JSNL006接种到牛肉膏蛋白胨平板,于28℃培养24h,对挑取单菌落的镜检,观察单胞菌落特征,如图1中(a)图,发现该菌株在牛肉膏蛋白胨培养基上单菌落较小,直径一般为1-2mm,呈淡乳白色,表面湿润,粘稠,光滑,有腊层,边缘较规则。细胞形态采用革兰氏染色后,在ZEISS Imager.A1 型光学显微镜下观察细菌细胞形态、测量细胞大小,拍照,如图1中(b)图和(c)图发现革兰氏染色呈阳性,菌体短杆状,芽孢两端钝圆,单个、成对或成串出现,在细胞的一端形成柱形芽孢,芽孢囊不膨大,芽孢椭圆形,中生到次端生。
根据这些形态特征,初步鉴定抗结细菌可能为芽孢杆菌属的细菌。
(2)拮抗细菌的生理生化特性测定
主要进行接触酶、水解酶、脲酶、苯丙氨酸脱氨酶活性检测,硝酸盐还原反应、柠檬酸盐利用、吲哚和V-P试验以及利用糖醇发酵试验和生长温度、盐度、pH等的测定。
菌株JSNL006的各项生理生化特征见表2。可见,该菌株的接触酶、淀粉水解酶、 V-P试验、硝酸盐还原反应均呈阳性;脲酶、苯丙氨酸脱氨酶、柠檬酸盐利用、吲哚试验均呈阴性;可利用D-葡萄糖、蔗糖、甘露醇产酸,而不能利用D-木糖D-木糖;能在 2%的盐浓度和30-37℃温度下正常生长,而在大于5%NaCl、4℃和大于41℃条件下均不能生长。结合菌株形态及染色结果,初步判断为芽孢杆菌或类芽孢杆菌属。
表2菌株JSNL006的生理生化特征
“+”表示阳性,“-”表示阴性
(3)拮抗细菌的分子鉴定
拮抗细菌DNA的提取:
1)各接一环斜面活化的拮抗细菌菌株于NA液体培养基中,28℃摇床上培养48h;
2)离心洗涤得到菌体,取适量加入液氮中迅速研磨成粉末,随即装入1.5ml的Eppendorf离心管中,加入700μLCTAB裂解缓冲液,90μL10%SDS,振荡混匀,65℃水浴1h,每隔10min颠倒混匀1次;
3)12000rpm离心10min,吸取上清液,加入500μL体积的酚/氯仿/异戊醇(25:24:1)抽提蛋白,轻轻颠倒混匀;12000rpm离心10min,吸取上清液,重复上面的操作,直至完全没有蛋白沉淀为止;
4)加入1/10体积的3MNaAc(pH5.2)和2倍体积的无水乙醇,4℃沉淀2个小时或者过夜。
5)12000rpm离心15min,将得到DNA沉淀,用70%的乙醇洗涤2次,真空冷冻干燥后溶解于50μLTE中,-20℃保存备用。
PCR产物扩增与纯化:以提取的DNA为模板,用细菌特异性引物27F、1492R扩增16SrDNA序列。获得的PCR产物用纯化试剂盒纯化回收。
PCR产物的测序:经电泳检测完毕后,将扩增的16SrDNA进行测序,测序交由南京金斯瑞生物科技有限公司完成。
用CTAB法提取菌株的DNA,以其基因组作为模板,用细菌特异性引物27F、1492R 进行PCR扩增,扩增产物经1%琼脂糖凝胶电泳检测,结果如图3所示,在1400bp左右有一条明显条带,与一般16SrDNA序列片段长度相吻合。
构建发育进化树:测序结果在GenBank数据库中进行Blast同源序列检索,选取相似度比较高的种属序列,利用N-J计算方法,通过MEGA4.0构建***发育进化树,见图4。
由图4可知,菌株JSNL006与解淀粉芽孢杆菌的一个亚种(Bacillusamyloliquefaciens subsp.plantarum)聚为一支,相似性达99%,综合菌株生理生化和形态鉴定结果分析,可鉴定该种菌为解淀粉芽孢杆菌的一亚种。
实施例2:包含解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)JSNL006的生防菌剂的制备
方法一:牛肉膏蛋白胨培养基,配方为2g牛肉膏、3g蛋白胨及5g氯化钠,1000mL 蒸馏水,pH 6.2-6.4。将JSNL006接种于三角瓶中的该牛肉膏蛋白胨培养基中,温度为 28℃下培养48h,摇床转速为180rmp,通气量1:1,得到的发酵液即为生防菌剂。
方法二:牛肉膏蛋白胨培养基,配方为3g牛肉膏、2g蛋白胨及5g氯化钠,1000mL 蒸馏水,pH 6.6-6.8。将JSNL006接种于三角瓶中的该牛肉膏蛋白胨培养基中,温度为 28℃下培养52h,摇床转速为185rmp,通气量1:1,得到的发酵液即为生防菌剂。
方法三:牛肉膏蛋白胨培养基,配方为4g牛肉膏、5g蛋白胨及5g氯化钠,1000mL 蒸馏水,pH 6.0-6.2。将JSNL006接种于三角瓶中的该牛肉膏蛋白胨培养基中,温度为 29℃下培养56h,摇床转速为190rmp,通气量1:1,得到的发酵液即为生防菌剂。
方法四:牛肉膏蛋白胨培养基,配方为5g牛肉膏、4g蛋白胨及5g氯化钠,1000mL 蒸馏水,pH 6.8-7.0。将JSNL006接种于三角瓶中的该牛肉膏蛋白胨培养基中,温度为 30℃下培养60h,摇床转速为200rmp,通气量1:1,得到的发酵液即为生防菌剂。
实施例3:该生防菌剂对红叶石楠叶斑病的防治效果
1、实验地点:江苏省句容市江苏农博园苗圃。
2、实验植物:红叶石楠。
3、供试生防菌剂:实施例2中方法四制得的生防菌剂。
4、实验方法:用小喷壶将生防菌剂均与喷洒到红叶石楠叶片的正反面,实施株树为100株,并用清水作空白对照,实施株树为100株。
5、调查统计方法:20天后调查红叶石楠叶片病级指数(分级标准见表3),并按照以下公式计算病情指数和防效:
表3红叶石楠叶斑病分级标准
病情指数=(N1×0+N2×1+N3×2+N4×3+N5×4)/(S×4)×100,N1—N5分别代表叶斑病病级指数Ⅰ-ⅴ级相应的植株数,S代表植株总数。
防效(%)=100(1-x/y),x,y分别为处理和对照的病情指数
6、实验结果:处理区病情指数为26,对照区病情指数84,防治效果为69.04%。
实施例4:该生防细菌对女贞叶班病的防治效果
1、实验地点:江苏省句容市江苏农林职业技术学院内。
2、实验植物:女贞。
3、供试生防菌剂:实施例2中方法四制得的生防菌剂。
4、实验方法:用小喷壶将生防菌剂均与喷洒到女贞叶片的正反面,实施株树为100株,并用清水作空白对照,实施株树为100株。
5、调查统计方法:20天后调查红叶石楠叶片病级指数(分级标准见表4),并按照以下公式计算病情指数和防效:
表4女贞叶斑病分级标准
病情指数=(N1×0+N2×1+N3×2+N4×3+N5×4)/(S×4)×100,N1—N5分别代表叶斑病病级指数Ⅰ-ⅴ级相应的植株数,S代表植株总数。
防效(%)=100(1-x/y),x,y分别为处理和对照的病情指数
6、实验结果:处理区病情指数为29,对照区病情指数78,防治效果为62.82%。
序列表
<110> 江苏农林职业技术学院
<120> 一株拮抗小孢拟盘多毛孢菌的生防细菌、菌剂及其应用
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1416
<212> DNA
<213> 解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)
<400> 1
cggcggctgg ctcctaaaag gttacctcac cgacttcggg tgttacaaac tctcgtggtg 60
tgacgggcgg tgtgtacaag gcccgggaac gtattcaccg cggcatgctg atccgcgatt 120
actagcgatt ccagcttcac gcagtcgagt tgcagactgc gatccgaact gagaacagat 180
ttgtgggatt ggcttaacct cgcggtttcg ctgccctttg ttctgtccat tgtagcacgt 240
gtgtagccca ggtcataagg ggcatgatga tttgacgtca tccccacctt cctccggttt 300
gtcaccggca gtcaccttag agtgcccaac tgaatgctgg caactaagat caagggttgc 360
gctcgttgcg ggacttaacc caacatctca cgacacgagc tgacgacaac catgcaccac 420
ctgtcactct gcccccgaag gggacgtcct atctctagga ttgtcagagg atgtcaagac 480
ctggtaaggt tcttcgcgtt gcttcgaatt aaaccacatg ctccaccgct tgtgcgggcc 540
cccgtcaatt cctttgagtt tcagtcttgc gaccgtactc cccaggcgga gtgcttaatg 600
cgttagctgc agcactaagg ggcggaaacc ccctaacact tagcactcat cgtttacggc 660
gtggactacc agggtatcta atcctgttcg ctccccacgc tttcgctcct cagcgtcagt 720
tacagaccag agagtcgcct tcgccactgg tgttcctcca catctctacg catttcaccg 780
ctacacgtgg aattccactc tcctcttctg cactcaagtt ccccagtttc caatgaccct 840
ccccggttga gccgggggct ttcacatcag acttaagaaa ccgcctgcga gccctttacg 900
cccaataatt ccggacaacg cttgccacct acgtattacc gcggctgctg gcacgtagtt 960
agccgtggct ttctggttag gtaccgtcaa ggtgccgccc tatttgaacg gcacttgttc 1020
ttccctaaca acagagcttt acgatccgaa aaccttcatc actcacgcgg cgttgctccg 1080
tcagactttc gtccattgcg gaagattccc tactgctgcc tcccgtagga gtctgggccg 1140
tgtctcagtc ccagtgtggc cgatcaccct ctcaggtcgg ctacgcatcg tcgccttggt 1200
gagccgttac ctcaccaact agctaatgcg ccgcgggtcc atctgtaagt ggtagccgaa 1260
gccacctttt atgtctgaac catgcggttc agacaaccat ccggtattag ccccggtttc 1320
ccggagttat cccagtctta caggcaggtt acccacgtgt tactcacccg tccgccgcta 1380
acatcaggga gcaagctccc atctgtccgc tcgact 1416

Claims (3)

1.一种由解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)菌株JSNL006制得的生防菌剂在防治女贞叶斑病方面的应用,其特征在于,所述解淀粉芽孢杆菌JSNL006,保藏单位:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号:CGMCC NO.11365,保藏日期:2015年9月11日。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述的生防菌剂的制备方法包括如下步骤:将解淀粉芽孢杆菌JSNL006接种于pH为6~7的培养基中,在温度为28~30℃下培养48~60h,摇床转速为180~200rmp,通气量1:1,得到的发酵液即为生防菌剂。
3.根据权利要求2所述应用,其特征在于,所述培养基由牛肉膏、蛋白胨、氯化钠和蒸馏水组成,每1000mL蒸馏水中含2~5g牛肉膏、2~5g蛋白胨及5g氯化钠。
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