中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (17): 3434-3450.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.17.006
胡佳燕(), 沈之涵, 温丽慧, 郁嘉豪, 章雨君, 蒋冬花*(
)
收稿日期:
2025-05-26
接受日期:
2025-07-07
出版日期:
2025-09-01
发布日期:
2025-09-02
通信作者:
联系方式:
胡佳燕,E-mail:2119306240@qq.com。
基金资助:
HU JiaYan(), SHEN ZhiHan, WEN LiHui, YU JiaHao, ZHANG YuJun, JIANG DongHua*(
)
Received:
2025-05-26
Accepted:
2025-07-07
Published:
2025-09-01
Online:
2025-09-02
摘要:
【目的】水稻细菌性条斑病(rice bacterial leaf streak,BLS)为我国检疫性植物病害,由稻黄单胞杆菌稻生致病变种(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola,Xoc)侵染引起,严重威胁水稻产量和稻米品质,是我国水稻生产区的主要病害之一。本研究旨在利用优质放线菌资源,为研发防治农作物病害的微生物源产品打下理论基础。【方法】采用梯度稀释涂布法,从不同植物根际土壤样品中分离纯化放线菌菌株,通过测量抑菌圈直径比较不同菌株对Xoc的抑菌能力,选择抑菌效果最好的菌株保藏并进行后续形态学、生理生化特征和多基因比对分析。采用扫描电镜观察、傅里叶变换红外光谱分析、胞内β-半乳糖苷酶的泄露情况测定以及SDS-PAGE凝胶电泳法探究拮抗放线菌对Xoc生理特征的影响,开展盆栽防效试验进行防治水稻细菌性条斑病的实际效益研究。采用特定培养基分析拮抗放线菌的促生特性,并通过浇灌促生试验探究其对水稻幼苗生长发育的影响。【结果】共分离获得80株放线菌,其中Sv-6菌株拮抗Xoc能力最强,抑菌圈直径为(44.87±0.26)mm,经形态特征及系统发育分析,将Sv-6菌株鉴定为弗吉尼亚链霉菌(Streptomyces virginiae)。Xoc经Sv-6菌株培养滤液处理后产生细胞溶胀、皱缩和聚集,同时膜表面物质组成改变、通透性增加,以及蛋白质表达下降。盆栽防效试验结果显示,水稻易感品种甬优15和湘两优900经Sv-6菌株培养液处理后,病斑抑制率达到57.98%—88.25%,且对预防Xoc侵染水稻效果显著。促生特性测定证明Sv-6菌株具有产铁载体、溶无机磷以及产生吲哚乙酸(IAA)的能力。浇灌促生试验验证了Sv-6菌株对水稻幼苗生长具有促进作用,处理后根长的增幅可达48.50%。【结论】弗吉尼亚链霉菌Sv-6菌株对水稻细菌性条斑病具有较好的防治效果,有开发成为绿色生防制剂和微生物菌肥的潜力。
胡佳燕, 沈之涵, 温丽慧, 郁嘉豪, 章雨君, 蒋冬花. 水稻细菌性条斑病菌拮抗放线菌的鉴定及其防病和促生功能[J]. 中国农业科学, 2025, 58(17): 3434-3450.
HU JiaYan, SHEN ZhiHan, WEN LiHui, YU JiaHao, ZHANG YuJun, JIANG DongHua. Identification and Evaluation of Biocontrol Actinomycetes Against Xanthomonas oryzae pv. oryzicola for Disease Suppression and Growth Promotion in Rice[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(17): 3434-3450.
表1
扩增recA、rpoB、gyrB和16S rRNA管家基因所用引物"
引物名称Primer name | 序列Sequence (5′→3′) |
---|---|
recA-F | ATGGCAGGAACCGACCGCGAGAAGG |
recA-R | TCAGCTCTTGGCCGCCGCGGCCTTG |
rpoB-F | TTGGCCGCCTCGCGCAATGCCTCGA |
rpoB-R | TCAGACCTCTTCGACGCTGCTCGGC |
gyrB-F | GTGGCCGATTCCGGCAACCCCAACG |
gyrB-R | TCAGATGTCGAGGAAGCGGACGTCC |
16S rRNA-27F | AGTTTGATCCTGGCTCAG |
16S rRNA-1492R | TACGGTTACCTTGTTACGACTT |
表2
Sv-6菌株在不同鉴别培养基上的培养特征"
鉴别培养基 Differential medium | 基内菌丝 Substrate mycelium | 气生菌丝 Aerial mycelium | 可溶性色素 Water-soluble pigment | 菌落生长 Colony growth |
---|---|---|---|---|
察氏Czapek Dox | 白色White | 淡粉色Light pink | 无None | 稀疏Sparse |
ISP1 | 淡黄色Faint yellow | 白色White | 无None | 旺盛Lush |
ISP2 | 橘黄色Croci | 白色White | 无None | 旺盛Lush |
ISP5 | 透明Transparente | 淡粉色Light pink | 无None | 稀疏Sparse |
表3
Sv-6菌株碳/氮源利用试验结果"
碳源种类Type of carbon sources | 试验结果Test result | 氮源种类Type of nitrogen sources | 试验结果Test result | |
---|---|---|---|---|
蔗糖Sucrose | + | KNO3 | + | |
葡萄糖Glucose | + | L-天冬酰胺L-asparagine | + | |
山梨醇Sorbitol | + | γ-氨基丁酸γ-aminobutyric acid | + | |
α-乳糖α-lactose | + | L-酪氨酸L-tyrosine | + | |
甘露醇Mannitol | + | DL-色氨酸DL-tryptophan | + | |
D(+)-木糖D(+)-xylose | - | (NH4)2SO4 | - | |
D-木糖D-xylose | - | NH4Cl | - | |
+:阳性Positive;-:阴性Negative |
表4
不同浓度Sv-6菌株培养滤液处理后Xoc细胞振动峰的变化"
振动峰分配 Vibrational peak assignment | 分类 Classification | 振动峰<BOLD>V</BOLD>ibrational peak (cm-1) | ||
---|---|---|---|---|
CK | 1/2 | 1 | ||
碳水化合物中的C-O、C-C str、C-O-H、C-O-C伸缩振动峰 C-O, C-C str, C-O-H, C-O-C def of carbohydrates | 糖原和核酸 Glycogen and nucleic acids | 1064.15 | 1064.51 | 1058.73 |
磷酸二酯>PO2中P=O的不对称伸缩振动峰 P=O stretching (antisymmetric) of >PO2 | 主要是核酸 Mainly nucleic acids | 1226.02 | 1229.78 | 1227.47 |
COO-中C=O对称伸缩振动峰 C=O str (sym) of COO- | 氨基酸侧链和脂肪酸 Amino acid side chains, fatty acids | 1385.60 | 1388.50 | 1384.64 |
酰胺II中蛋白质N-H弯曲振动峰和C-N拉伸振动峰 Amide II (protein N-H bend, C-N stretch) | α螺旋α helices | 1525.90 | 1529.27 | 1527.83 |
酰胺I的β-折叠结构β-pleated sheet structures of amide I | β-折叠β-pleated sheet | 1635.82 | 1638.23 | 1637.75 |
>CH2中C-H不对称伸缩振动峰C-H str (asym) of >CH2 | 主要是脂类Mainly lipids | 2921.15 | 2919.22 | 2928.86 |
羟基O-H伸缩振动峰O-H str of hydroxyl groups | 多糖和蛋白质Polysaccharides, proteins | 3284.66 | 3280.81 | 3288.04 |
图9
不同浓度Sv-6菌株培养滤液处理后Xoc的β-半乳糖苷酶泄露情况 CK:高氏1号培养基处理Gause 1 medium treatment;1/8、1/4、1/2和1:分别为Sv-6菌株培养滤液的8、4、2倍稀释液和原液处理8-, 4-, and 2-fold dilutions and stock solution treatments of strain Sv-6 culture filtrate, respectively。图10同The same as Fig. 10 柱上不同小写字母表示处理间差异显著Different lowercases on the bars indicate significant difference (P<0.05)。下同The same as below"
图11
Sv-6菌株对水稻细菌性条斑病病斑抑制率和防治效果 CK1:无菌水阴性对照Sterile water negative control;CK2:Xoc阳性对照Xoc positive control;T1:Sv-6菌株培养液2倍稀释液治疗处理2-fold dilution of strain Sv-6 culture fluid treatment;T2:Sv-6菌株培养液2倍稀释液预防处理2-fold dilution of strain Sv-6 culture fluid prevention treatment;T3:20%噻菌铜悬浮剂500倍稀释液治疗处理500-fold dilution of thiodiazole-copper 20% SC treatment;T4:20%噻菌铜悬浮剂500倍稀释液预防处理500-fold dilution of thiodiazole-copper 20% SC prevention treatment"
[1] |
|
[2] |
闫玉芳. 水稻细菌性条斑病的发生和综合防治方法. 种子科技, 2023, 41(10): 118-120.
|
|
|
[3] |
胡翠霞. 水稻细菌性条斑病的病因及防控措施. 种子科技, 2022, 40(5): 97-99.
|
|
|
[4] |
农业农村部办公厅. 全国农业植物检疫性有害生物分布行政区名录(2024年版). (2024-08-14) [2025-05-26]. http://www.agri.cn/zx/hxgg/202409/t20240902_8666853.htm.
|
General Office of Ministry of Agriculture and Rural Affairs. National list of administrative regions with distribution of agricultural phytosanitary pests (2024 edition). (2024-08-14) [2025-05-26]. http://www.agri.cn/zx/hxgg/202409/t20240902_8666853.htm. (in Chinese)
|
|
[5] |
肖友伦, 肖放华, 刘勇, 李小娟, 张德咏, 梁建文, 胡立冬. 湖南水稻主栽品种对水稻细菌性条斑病的抗性鉴定. 植物保护, 2011, 37(1): 45-49.
|
|
|
[6] |
陈贤, 汤宝, 赵延存, 刘凤权. 水稻细菌性条斑病的研究进展. 南京农业大学学报, 2025, 48(1): 46-57.
|
|
|
[7] |
冯爱卿, 陈深, 汪聪颖, 杨健源, 封金奇, 陈凯玲, 陈炳, 朱小源. 8种杀菌剂对水稻细菌性条斑病的防效评价. 南方农业学报, 2021, 52(1): 55-62.
|
|
|
[8] |
黄炎忠, 罗小锋, 唐林, 杜三峡. 绿色防控技术的节本增收效应——基于长江流域水稻种植户的调查. 中国人口·资源与环境, 2020, 30(10): 174-184.
|
|
|
[9] |
张皓然, 孙星, 卢海燕, 陶婷婷, 周蓓蕾, 宋雯, 张志恒, 刘贤金, 张存政. 水稻用药策略风险评估与安全性分析. 南京农业大学学报, 2021, 44(4): 675-685.
|
|
|
[10] |
|
[11] |
|
[12] |
|
[13] |
|
[14] |
|
[15] |
邵嘉朱, 吕雯, 廖鑫琳, 袁歆瑜, 宋振, 蒋冬花. 大豆根际促生菌的分离、鉴定及其耐盐促生作用. 中国农业科学, 2024, 57(21): 4248-4263. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.21.007.
|
|
|
[16] |
|
[17] |
王炫栋. 杨梅根际分离PGPR放线菌的防病促生功能评估及抑菌机理研究[D]. 金华: 浙江师范大学, 2023.
|
|
|
[18] |
姚锦爱, 黄鹏, 赖宝春, 侯翔宇, 余德亿. 链霉菌ZZSP-7的鉴定及其对草莓炭疽病的防效. 中国生物防治学报, 2021, 37(1): 178-183.
|
|
|
[19] |
阮继生, 黄英. 放线菌快速鉴定与系统分类. 北京: 科学出版社, 2011: 52-98.
|
|
|
[20] |
东秀珠, 蔡妙英. 常见细菌系统鉴定手册. 北京: 科学出版社, 2001: 370-388.
|
|
|
[21] |
杨金新, 王璐, 覃天涵, 段莹泽, 韦靖, 李佳慧, 朱英芝, 李战彪. 水稻内生菌Acinetobacter soli JKDY-3分离鉴定及其促生作用. 南方农业学报, http://kns.cnki.net/kcms/detail/45.1381.S.20250410.1626.002.html.
|
|
|
[22] |
杨晓燕, 叶伟伟, 魏善强, 张龙, 黄俊. 一株巨大芽孢杆菌发酵培养基的优化及解磷效果研究. 中国农学通报, 2022, 38(15): 105-112.
|
|
|
[23] |
谭寿生, 谭心许, 李怡君, 杨芾, 韦善君, 张晓霞. 重度盐碱地细菌的资源分离培养方法. 微生物学通报, 2025, 52(7): 3255-3270.
|
|
|
[24] |
|
[25] |
廖鑫琳, 郭鑫, 杨季学, 邵嘉朱, 袁歆瑜, 胡佳燕, 陈晓晓, 蒋冬花. 拮抗青枯雷尔氏菌的放线菌筛选及其防病作用. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1319-1334. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.07.009.
|
|
|
[26] |
中国科学院微生物研究所放线菌分类组. 链霉菌鉴定手册. 北京: 科学出版社, 1975: 13-162.
|
Actinomycete Classification Group of Institute of Microboloogy, Chinese Academy of Sciences. Handbook of Streptomyces Identification. Beijing: Science Press, 1975: 13-162. (in Chinese)
|
|
[27] |
|
[28] |
钱瑶, 潘园园, 李二伟, 贾慧慧, 魏艳敏, 刘钢. 链霉菌IMS002的分类鉴定及其抗真菌活性物质解析. 微生物学报, 2020, 60(1): 60-68.
|
|
|
[29] |
|
[30] |
|
[31] |
|
[32] |
|
[33] |
|
[34] |
袁加升, 贺赛雅, 张晋豪, 孟涵, 王博文, 魏兰芳, 姬广海. 一株水稻内生菠萝泛菌的分离及防病促生效果评价. 植物病理学报, 2024, 54(4): 808-818.
|
|
|
[35] |
李莉莉, 赵丽娇, 钟儒刚. 红外光谱法检测生物大分子损伤的研究进展. 光谱学与光谱分析, 2011, 31(12): 3194-3199.
|
|
|
[36] |
|
[37] |
|
[38] |
|
[39] |
|
[40] |
|
[41] |
蒋冬阳, 吴冰越, 季文平, 陈宸, 陈夕军. 拮抗放线菌2-1-2F的鉴定及其对黄瓜枯萎病的防效. 中国生物防治学报, 2024, 40(2): 411-423.
|
|
|
[42] |
曾钰涵, 赵心宇, 胡玉, 魏登琴, 尚静, 常小丽. 大豆根腐病生防链霉菌IRHB47的鉴定、生物学特性及防治效果. 四川农业大学学报, 2023, 41(5): 801-810.
|
|
|
[43] |
|
[44] |
徐云龙, 周游, 汪军, 郭立佳, 黄俊生, 杨腊英. 一株自生固氮菌的分离鉴定及其对不同品种香蕉的促生特性. 热带作物学报, 2024, 45(5): 936-943.
|
|
|
[45] |
|
[46] |
史娟. 哥斯达黎加链霉菌A-m1对小麦和番茄的防病促生作用[D]. 洛阳: 河南科技大学, 2022.
|
|
|
[47] |
|
[1] | 从琪琪, 张静怡, 孟祥龙, 戴蓬博, 李波, 胡同乐, 王树桐, 曹克强, 王亚南. 我国苹果轮纹病弱毒菌株中病毒的鉴定及其携带情况的检测[J]. 中国农业科学, 2025, 58(3): 478-492. |
[2] | 赵琳琳, 贺羽茜, 彭杰丽, 王旭, 马佳, 张秀敏, 胡栋. 链霉菌TOR3209及其挥发性有机化合物提高烟草抗木贼镰孢的能力[J]. 中国农业科学, 2025, 58(11): 2162-2175. |
[3] | 廖鑫琳, 郭鑫, 杨季学, 邵嘉朱, 袁歆瑜, 胡佳燕, 陈晓晓, 蒋冬花. 拮抗青枯雷尔氏菌的放线菌筛选及其防病作用[J]. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1319-1334. |
[4] | 邵嘉朱, 吕雯, 廖鑫琳, 袁歆瑜, 宋振, 蒋冬花. 大豆根际促生菌的分离、鉴定及其耐盐促生作用[J]. 中国农业科学, 2024, 57(21): 4248-4263. |
[5] | 石娜, 路杨, 隋丽, 王佳江, 赵宇, 李启云, 张正坤. 莱氏绿僵菌与异色瓢虫协同增效防治蚜虫研究[J]. 中国农业科学, 2024, 57(17): 3398-3407. |
[6] | 罗万珍, 王丹, 齐宏玥, 王彤, 刘政, 田李, 戴小枫, 陈捷胤, 麦合木提江·米吉提. 拮抗细菌KRS022的鉴定及对大丽轮枝菌的抑制效果[J]. 中国农业科学, 2023, 56(4): 649-664. |
[7] | 郭宁, 孙华, 马红霞, 刘树森, 张海剑, 石洁, 郑晓娟, 董跃广. 玉米腐霉茎腐病生防木霉菌株的筛选、鉴定及防治效果分析[J]. 中国农业科学, 2023, 56(22): 4453-4466. |
[8] | 王炫栋, 宋振, 兰赫婷, 江樱姿, 齐文杰, 刘晓阳, 蒋冬花. 杨梅园土壤优势放线菌的分离及其防病促生功能[J]. 中国农业科学, 2023, 56(2): 275-286. |
[9] | 沙月霞, 黄泽阳, 马瑞. 嗜碱假单胞菌Ej2对稻瘟病的防治效果及对水稻内源激素的影响[J]. 中国农业科学, 2022, 55(2): 320-328. |
[10] | 陈洋,赵红怡,闫俊杰,黄剑,高玉林. 马铃薯块茎蛾性信息素化学合成研究现状[J]. 中国农业科学, 2021, 54(3): 556-572. |
[11] | 曹钰晗,李紫腾,张静怡,张静娜,胡同乐,王树桐,王亚南,曹克强. 我国苹果斑点落叶病菌携带dsRNA分析及一种dsRNA病毒的鉴定[J]. 中国农业科学, 2021, 54(22): 4787-4799. |
[12] | 胡昌雄,范苇,张倩,陈国华,殷红慧,徐天养,杨进波,杨航,吴道慧,张晓明. 基于两性生命表和年龄-阶段捕食率的南方小花蝽对西花蓟马的控制作用[J]. 中国农业科学, 2021, 54(13): 2769-2780. |
[13] | 李扬凡,邵美琪,刘畅,郭庆港,王培培,陈秀叶,苏振贺,马平. 解淀粉芽孢杆菌HMB33604的抑菌物质及对马铃薯黑痣病的防治效果[J]. 中国农业科学, 2021, 54(12): 2559-2569. |
[14] | 李姝,王杰,黄宁兴,金振宇,王甦,张帆. 捕食性天敌储蓄植物系统研究进展与展望[J]. 中国农业科学, 2020, 53(19): 3975-3987. |
[15] | 张磊,贾琦,巫蔚,赵路评,薛冰,刘欢欢,尚静,雍太文,李庆,杨文钰. 大豆高隆象致病球孢白僵菌菌株BEdy1的鉴定及毒力测定[J]. 中国农业科学, 2020, 53(14): 2974-2982. |
|