一株拮抗烟草青枯病菌的真菌的筛选与鉴定
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生态环境学报201 1,20(10):1418—1423 Ecology and Environmental Sciences http://www.jeesci.com E・mail:editor eesei.eom
一株拮抗烟草青枯病菌的真菌的筛选与鉴定
周晓见L ,陈毓道 ,缪莉 ,董昆明1,2,董夏伟 ,靳翠丽L
1.扬州大学环境科学与工程学院,江苏扬州225127;2.扬州大学海洋科学与技术研究所,江苏扬州225127
摘要:为寻找烟草青枯病的生防微生物,研究采用平板涂布法从重庆烟田健康土壤中分离根际微生物,纯化后得到了59株 真菌。用滤纸片法从中筛选出1株对青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)有稳定拈抗效果的真菌,其抑菌圈为10.0 mill。 其抑制活性优于或接近于近期发现的其他生防微生物。测定该株活性真菌的全细胞脂肪酸组成,进行菌落和分生孢子形态学 观察,以及rDNA ITS区测序,结果表明:该菌株全细胞脂肪酸属性未被收录于TSBA6脂肪酸数据库,而根据形态学观察 结果,以及对所获rDNAITS区序列的分析,鉴定该株真菌为烟曲霉(Aspergillusfumigatus)。 关键词:抗菌活性;真菌;青枯雷尔氏菌;鉴定 中图分类号:¥435.72 文献标志码:A 文章编号:1674—5906(201 1)10-1418—06
烟草青枯病是热带、亚热带地区烟草的重要病
害,1880年该病首先在美国的北卡罗来纳州被发
现,此后,在许多产烟国家逐渐演变为烟草上的重 要病害,如日本、澳大利亚、韩国等。在中国,长
江流域及其以南烟区该病普遍发生,其中发病面积
较大、为害较重的有广西、广东、福建、湖南、浙
江等省(自治区)及安徽省的皖南烟区、四川省的宜 宾和泸州烟区等【1】。烟草青枯病病原为青枯雷尔氏
菌(Ralstonia SOlanacearum)。一旦发病即可造成 全株死亡,对烟草的产量和质量影响极大,是烟草
上一大毁灭性病害 J。
截至目前,仍然没有针对青枯病的特效方法【3J。
目前主要采用的防治方法包括农业防治、化学防治
和生物防治等。农业防治如轮作、培育和推广抗病
品种等,但是烟株的抗性有一定的局限性,品种的
抗性强弱受多方面因素制约,随着种植年限延长,
抗性将逐年丧失;化学防治是利用药剂抑制青枯 病,虽然能起到一定的作用,但是长期大量施用化
学药剂容易使细菌产生抗药性,引起土壤质地变
化,造成环境污染和烟草的药剂残留,严重影响人 体健康【4J。生物防治选择性强,无污染,不易产生
抗性,对人体无害,是一种具有广阔前景的绿色防
治方法,因此,近年来青枯病的生物防治越来越引 起国内外的重视p曲J。
目前,运用于青枯病生物防治的因子主要集中
于青枯假单孢杆菌、链霉菌、假单胞杆菌、菌根真
菌和芽孢杆菌等 。其中,寻找既可以不妨碍植
物生长,又能防治青枯病等植物病害的植物根际促 生细菌(PGPR)已经成为生防热点之一【1 。PGPR 原来是指生存在植物根圈范围中,对植物生长有促 进或对病原菌有拮抗作用的有益的细菌统称。而深
入的研究发现,不仅原核微生物的某些放线菌或者
细菌都可以起促生作用,而且作为真核微生物的许
多真菌也同样具有具有促生功能。但研究者仍用
PGPR来泛指包括细菌、放线菌和真菌在内的植物
根际促生微生物。根际促生微生物能够在根际土壤
中快速增殖,并能抑制有害微生物和位于根部表面
的土壤中的致病菌,一些根际促生微生物还有刺激 植物生长的作用l14J。但是,总体而言,促生真菌的
研究相对较少L1引。
本文的研究是从重庆烟区健康土壤中,从健康
烟草根际分离、筛选和纯化出能抑制青枯雷尔氏菌
的真菌,并对菌株进行分类鉴定。 1材料与方法
1.1供试病原菌
本试验采用青枯雷尔氏菌(Ralstonia
solanacearum)作为指示病原菌进行拮抗实验,该 菌种由江苏省固体有机废弃物资源化利用高技术
重点实验室提供。
1.2试验所用培养基
TTC培养基:蛋白胨10.0 g,葡萄糖10.0 g,
牛肉膏3.0 g,酵母膏1.5 g,TTC(2,3,5一氯化三苯基
四氮唑)O.05 g,琼脂15.0 g,蒸馏水1 000.0 mL,
pH7.0—7.2。
PDA培养基:马铃薯200.0 g,葡萄糖20.0 g,
琼脂15.0 g,蒸馏水l 000.0 mL,自然pH。
孟加拉红培养基:蛋白胨5.0 g,葡萄糖10.0 g,
Na2HPO4 1.0 g,MgS04 0.5 g,孟加拉红0.033 3 g,
基金项目:国家自然科学基金项目(4lO76097;4l006097;41106113);教育部科学技术研究重点项目(211065);江苏省自然科学基金(BK2010322); 江苏省环境材料与环境工程重点实验室开放课题(K090027;K090025;K090026;K090028);扬州大学‘嘶世纪’'人才工程支持 作者简介:周晓见(1976年生),男,副教授,博士,研究方向为环境生物学。E-mail:zhouxiaojian@yzu.edu.cn 通信作者:E—mail:c in@yzu.edu.cn 收稿日期:2010—06—
24 周晓见等:一株拮抗烟草青枯病菌的真菌的筛选与鉴定
氯霉素0.1 g,琼脂15.0 g,蒸馏水l 000.0 mL,pH7.0。
1.3土壤真菌的分离、纯化与保存
选择重庆黔江未发青枯病的烟田的健康土壤,
拨开表土取3—15 cm的根际土壤,每样约100 g,
采样后带回实验室4℃冰箱保存。土壤样品经过分 级稀释,涂布平板,接种至PDA培养基和孟加拉
红培养基,28℃恒温培养箱中培养。每个稀释度重
复3次。待平板上长出菌落后,挑取培养特征相异的
单个菌落,待纯化完全后,用25%甘油保存于。80℃
冰箱中。
1.4拮抗真菌的筛选 1.4.1 真菌活性产物的粗提取
将分离到的菌株接种于PDA培养基上,于28
℃、120 r・min 发酵5 d,然后在无菌操作台内用8 层纱布过滤发酵液,取上清液。用乙酸乙酯萃取上
清液,再于旋转蒸发仪上40℃浓缩,移入小离心
管,氮吹仪吹干,即可得到粗提物。
1.4.2滤纸片法测定粗提物的抑菌活性
采用滤纸片法【1 5]进行抑菌活性的筛选。将粗提
物以乙酸乙酯配制成浓度为25 mg・mL 的抑菌液,
并准备直径为7 inln的圆形灭菌滤纸片若干。用移
液枪吸取l0 抑菌液于滤纸片上,无菌风干,备
用;用棉签在TTC平板上均匀涂布R.solanacearum
菌悬液,放置2 h。镊子夹取已风干的滤纸片放在
接种过的平板上,每个平板放4片,呈正方形,放
入培养箱中,30℃倒置培养。每组试验重复3次, 并设阳性对照(青霉素、链霉素代替粗提物,250
g-片 )和阴性对照(只加乙酸乙酯)。
1.5拮抗真菌的鉴定
1.5.1形态特征观察 参照《真菌鉴定手册》【l ,观察真菌在PDA
平板上的菌落形态,并采用压片法制片,在显微镜
下观察菌丝形态、产孢体结构以及孢子的着生方
式,进行分类学鉴定。
1.5.2全细胞脂肪酸分析
全细胞脂肪酸的提取:参照张建丽等【I 7J的方法
对活性菌株进行菌落收集、细胞皂化释放脂肪酸、
脂肪酸甲基化、脂肪酸甲酯抽提和洗涤。 气相色谱分析:升温自170℃起始,5℃・min
升至260℃,随后40℃・min 升至3l0℃,维持90
S;进样口温度250℃,载气为氢气(0.5 mL・min ),
分流进样模式(分流比100:1),进样量2 ;检
测器温度300℃,氢气流速30 mL・min~,补充气(氮
气)流速30 mL・min~。在上述条件下平行分析待测
样本和脂肪酸甲酯混合物标样(由美国MIDI公司 提供,其中包括9—2O碳共12种直链饱和脂肪酸甲
酯、2一羟基l0碳、3.羟基l0碳、2.羟基14碳、2. 羟基l6碳脂肪酸甲酯)。运用SherlockMIS4.0软
件,将所得各组分的等链长(ECL)值、相对含量 与系统谱库中的标准菌株进行数值匹配,计算两者
的相似度(similarity index,si)。
1.5.3 ITS rDNA序列分析
基因组提取及电泳检测:DNA提取参考
SDS—CTAB方法 。
ITS rDNA的PCR扩增:采用真菌ITS rDNA 的 通 用 引 物 ITSI(5'-TCCGTAGG
TGAACCTGCGG-3 f1 和
ITS4(5 一TCCTCCGCTTATTGATATGC.3 进 行 PCR扩增。PCR反应体系为:10 pmoL Template(基
因组),1 Primer up(1o ),l Primer down(10
m),1 IxL dNTP mix(10 rain each),5 L 10 ̄Taq
Reaction Buffer,0.25 L Taq(5 U・}LL ),力Ⅱdd H2o
至50 。 PCR反应条件:98℃5 mim变性,35个扩增
循环(95℃一35 S、55℃~35 S、72℃ ̄40 S),延伸
8 min。反应结束后,取反应液以l%琼脂糖凝胶电 泳检测。
测序:检测后的PCR产物经纯化后测序。然后,
将所得序列与GenBank数据库序列进行BLAST分
析,并选取相似性较高的菌株与拮抗真菌以Clustalx
软件进行多重序列比对。通过MEGA 5.0软件,以
邻接法(Neighbor—Joining)构建系统进化树。 2结果与分析
2。1 拮抗真菌的分离与筛选
从5份(不同烟田)的样品中采用稀释法和平
板涂布法,分离菌株,得到不同形态的单菌落,纯
化后得到59株真菌并编号保存。依次对分离到的
59株真菌的胞外活性产物进行粗提取,滤纸片法筛
选出了1株拮抗效果较好的真菌,编号为3F03。在 粗提物的浓度为250 g・片。时,菌株3F03的抑菌
圈直径为10.0 mill。同样浓度的链霉素的抑菌圈直
径为32.3 1TIITI,青霉素和阴性对照无抑制作用。由
于实验中使用的是真菌发酵液粗提物,相较于链霉
素活性稍低,但若经纯化则活性必然升高。且经反 复平板拮抗试验,抑菌圈直径无明显差异,表明菌
株3F03的活性产物对病原菌有稳定的抑制作用。
采用连续继代培养的方法,未发现菌株发生变异、
退化以及抑菌活性降低的现象。
2.2拮抗真菌的分类鉴定
2.2.1 形态特征及培养性状
菌株3F03在PDA培养基上的菌落形态见图1,
菌株在PDA培养基上生长迅速,绒毛状,开始为白 色,2~3 d后转为绿色且不断加深,反面为黄色或
紫色;分生孢子的顶囊呈烧瓶状,小梗单层,布满