棘孢木霉bai5对紫花苜蓿根腐病病原菌的抑菌效果及其促生作用研究

doi:10.11686/cyxb2024365

摘要/Abstract

摘要：

为挖掘对紫花苜蓿根腐病致病菌具有抑制作用的有益菌株，本研究采用稀释分离法从白桦根围土壤中分离、获得1株真菌bai5，通过形态学和分子生物学鉴定，确定为棘孢木霉。以紫花苜蓿常见的7种根腐病病原菌（燕麦镰刀菌FAV-7、木贼镰刀菌FEQ-10、锐顶镰刀菌FAC-11、厚垣镰刀菌FCH-13、三线镰刀菌FTR-14、尖孢镰刀菌FOX-15、茄病镰刀菌FSO-16）为靶标菌，利用两点对峙法、固体稀释法、平板对扣法综合评估bai5菌株对病原菌的抑制作用，结果表明，在对峙培养下，bai5对7种病原菌的抑制率均大于69%；在发酵滤液抑菌试验中，bai5对FAC-11、FTR-14、FEQ-10、FCH-13、FAV-7和FSO-16的抑制率分别为63.14%、49.80%、40.78%、33.33%、16.08%、8.20%，而对FOX-15无抑制效果；棘孢木霉bai5的挥发性物质对FTR-14和FAC-11的抑制率分别高达74.51%、72.00%。通过对bai5菌株的生物学特性和促生特性分析，结果表明，棘孢木霉bai5生长速度快，不仅有较强的抗逆能力，还具有固氮和产纤维素酶能力。通过盆栽试验，测定棘孢木霉bai5对紫花苜蓿生长和生理指标的影响，结果表明，bai5能够显著提高紫花苜蓿的鲜重、地上部长、干重、叶绿素含量和可溶性糖含量。综上，棘孢木霉bai5是具有较高开发价值的生防真菌，可以抑制7种苜蓿根腐病菌生长并显著促进苜蓿生长。

关键词: 棘孢木霉, 分离鉴定, 苜蓿根腐病, 镰刀菌, 抑菌效果, 促生

Abstract:

The aim of this work was to screen for fungal biocontrol strains with inhibitory effects on the pathogens causing root rot of alfalfa （Medicago sativa）. To this end， the fungal strain bai5 was isolated and obtained from the soil surrounding the roots of Betula platyphylla by the dilution isolation method. This strain was identified as Trichoderma asperellum through morphological and molecular biological identification methods. Seven common root rot pathogens of alfalfa （Fusarium avenaceum FAV-7， Fusarium equiseti FEQ-10， Fusarium acuminatum FAC-11， Fusarium chlamydosporum FCH-13， Fusarium tricinctum FTR-14， Fusarium oxysporum FOX-15， Fusarium solani FSO-16） were used as target pathogens， and the inhibitory effect of strain bai5 on these pathogens was comprehensively evaluated using the two-point standoff method， the solid dilution method， and the plate-pair buckling method. The inhibitory rate of strain bai5 against the seven fungal pathogens was higher than 69% in the standoff culture test. In the fermentation filtrate inhibition test， strain bai5 inhibited the growth of FAC-11， FTR-14， FEQ-10， FCH-13， FAV-7， and FSO-16 by 63.14%， 49.80%， 40.78%， 33.33%， 16.08%， and 8.20%， respectively， but it had no inhibitory effect on FOX-15. The volatile compounds of strain bai5 inhibited the growth of FTR-14 and FAC-11 by up to 74.51% and 72.00%， respectively. Analyses of the biological properties and growth-promoting characteristics of strain bai5 showed that it grows fast， is strongly stress resistant， and has nitrogen-fixation and cellulase-producing abilities. The effect of T. asperellum bai5 on the growth and physiological indexes of pot-grown alfalfa plants was determined. The results show that bai5 significantly increased the fresh weight， height of above-ground parts， dry weight， chlorophyll content， and soluble sugars content of alfalfa plants. In conclusion， T. asperellum bai5 can inhibit the growth of at least seven root rot fungi of alfalfa and significantly promote alfalfa plant growth. Therefore， it is a biocontrol fungus with high development potential.

Key words: Trichoderma asperellum, separation and identification, alfalfa root rot disease, Fusarium, antibacterial effect, promote growth

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图/表 10

图1 bai5菌株在PDA培养基上的形态学特征A， B： PDA培养基上bai5菌株菌落的正面和背面形态The frontal and abaxial morphology of bai5 strain colonies on PDA medium； C， D： bai5菌株的孢子簇和分生孢子梗The spore clusters and conidiophores of bai5 strain； E， F： bai5菌株的菌丝和分生孢子The mycelium and conidia of bai5 strain.

Fig.1 Morphological characteristics of bai5 strain on PDA medium

图2 基于ITS和tef 1-α序列联合构建bai5菌株及相关近缘种的系统发育树

Fig.2 Phylogenetic tree of strain bai5 and related relatives based on the joint construction of ITS and tef 1-α sequences

图3 棘孢木霉bai5菌丝对7种镰刀菌的抑制效果A~C：棘孢木霉bai5和7种镰刀菌对峙培养，其中A为对照，B、C分别为共生长的正面和背面Confrontation cultures of T. asperellum bai5 and seven Fusarium species， where A is the control and B， C are the front and back of the co-growth， respectively；不同小写字母表示差异显著（P<0.05），下同 Different lowercase letters indicate the significant differences （P<0.05）， the same below.

Fig.3 Inhibition effect of the mycelium of T. asperellum bai5 on seven species of Fusarium spp.

图4 棘孢木霉bai5无菌发酵滤液对7种镰刀菌的抑制效果

Fig.4 Inhibitory effect of sterile fermentation filtrate of T. asperellum bai5 on seven species of Fusarium spp.

图5 棘孢木霉bai5挥发性物质对7种镰刀菌的抑制效果

Fig.5 Inhibitory effect of volatiles of T. asperellum bai5 on seven species of Fusarium spp.

图6 棘孢木霉bai5的抗逆能力

Fig. 6 Inhibitory effect of T. asperellum bai5

图7 棘孢木霉bai5的生长速率和抗逆性能A：棘孢木霉bai5 72 h生长速率Growth rate of T. asperellum bai5 at 72 hours； B1~B9：分别为棘孢木霉bai5在4、2、1、3/4、1/2、1/4、1/8、1/16、0倍营养的PDA培养基上生长40 h的菌落40 hours growth of colonies of T. asperellum bai5 on 4， 2， 1， 3/4， 1/2， 1/4， 1/8， 1/16， and 0 nutrient PDA medium， respectively； C1~C5：分别为棘孢木霉bai5在2%、4%、6%、8%和10% NaCl培养基上生长40 h的菌落Colonies of T. asperellum bai5 grown for 40 hours on 2%， 4%， 6%， 8% and 10% NaCl medium， respectively； D1~D5：分别为棘孢木霉bai5在0.1%、0.4%、0.7%、1.0%和1.3%的NaHCO3培养基上生长40 h的菌落40 hours growth of colonies of T. asperellum bai5 on 0.1%， 0.4%， 0.7%， 1.0% and 1.3% NaHCO3 medium， respectively.

Fig.7 Growth rate and resistance properties of T. asperellum bai5

图8 棘孢木霉bai5对紫花苜蓿的促生作用A：产IAA能力Indole acetic acid （IAA） production capacity； B：溶钾能力Potassium solubilisation capacity； C：溶磷能力Phosphorus solubilisation capacity； D：产铁载体能力Iron carrier production capacity； E：产纤维素酶能力Cellulase production capacity； F：固氮能力Nitrogen fixation capacity； G：产蛋白酶能力Protease-producing capacity.

Fig.8 Growth-promoting function of T. asperellum bai5 on alfalfa

图9 棘孢木霉bai5对紫花苜蓿的促生效果a：棘孢木霉bai5处理T. asperellum bai5 treatment； b：无菌水对照Sterile water control.

Fig.9 Growth-promoting effect of T. asperellum bai5 on alfalfa

表1 棘孢木霉bai5对紫花苜蓿的促生效果

Table 1 Growth-promoting effect of T. asperellum bai5 on alfalfa

棘孢木霉bai5

T. asperellum bai5

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