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人参(Panax ginseng C. A. Mey)是生长缓慢的多年生的名贵药用植物,主要产于中国东北、朝鲜、韩国、日本、俄罗斯东部。长时间种植人参,会造成土壤理化性质变差、土壤微生物总群结构变化不均以及易发生高危病害等问题,人参连作病害已成为人工扩大种植的主要限制因素。人参根病会严重损害人参的药用品质,而常用的化学杀菌剂容易出现抗药性和药物残留,不仅污染环境,还严重地威胁人体健康,生物防治成为了人们控制植物病害的理想途径。本研究从人参病害土根际土分离出放线菌共34株,以人参根腐病(Fusarium solani)、锈腐病(Cylindrocarpon destructans)为供试病原菌,采用对峙法对放线菌分别进行抑菌试验,对筛选出的菌株进行了16SrDNA序列鉴定、抑菌活性和促生性实验;通过电导率、可溶性蛋白质、还原性糖来初步探究拮抗菌的抑菌机理;通过室内培土实验,探究拮抗菌株在人参病害土上的实际应用效果,为生防菌剂的开发和拮抗放线菌的抑菌机理研究提供了理论支撑。具体研究结果如下:
1.从人参根际土分离纯化得到的34株放线菌,编号为F1-F34;以供试病原菌(人参根腐病菌(Fusariumsolani)及人参锈腐菌(Cylindrocarpondestructans))为靶标菌采用平板对峙法筛选出6株拮抗菌株:F3、F18、F21、F22、F23、F34,其中拮抗菌F3抑制病原菌效果最为明显,结合生理生化特性和16SrDNA测序分析结果,菌株F3鉴定为Streptomyceswerraensis。拮抗试验表明,6株拮抗菌皆能在酸度为4.5-6.0的范围内存活并仍具有抑菌活性,拮抗菌F3不仅能够分泌促植物生长的吲哚乙酸促进人参种子萌发和胚轴的生长,其胚轴长度增幅为265%;还能够分泌纤维素酶、葡聚糖酶和蛋白酶等,透明圈半径分别为:12.4mm、15.1mm及18.2mm。
2.以筛选出的拮抗菌F3为研究对象,明确拮抗菌对人参病原菌的抑菌机理。通过菌丝抑制、孢子抑制、电导率法、斐林试剂比色法及考马斯亮蓝法来探究拮抗菌F3无菌发酵液对供试菌株的影响。实验表明,拮抗菌F3无菌发酵液对病原菌菌丝的生长和孢子的萌发均有显著的抑制效果,抑制率为66.7%、61.7%和66.0%、65.5%;拮抗菌无菌发酵液能增加人参病原菌菌液的电导率值、可溶性蛋白质及还原性糖的含量。
3.以吉林省靖宇县人参土(起参0年、起参1年及起参2年土)为研究对象,将从人参根际土分离筛选得到的拮抗菌制作成菌剂,探索拮抗菌制剂对人参土壤的修复效果及对人参土壤中微生物丰富度、病原菌数量的影响。实验表明:经拮抗菌制剂处理后,3种实验组人参土比对照组土壤pH值分别升高了0.81、0.68和0.69个单位;有机质含量增加了2.0g/kg、6.5g/kg及4.8g/kg;土壤速效氮、磷、钾含量增加;土壤中细菌及放线菌种类和数量显著增加,真菌的数量减少但种类增多,与对照组对比,土壤微生物丰富度增加,土壤微生物生态结构改变;表明施用拮抗菌制剂能够修复人参病害土的理化性质,改善土壤微生物丰富度,减少土传病原菌在土壤中的数量。
1.从人参根际土分离纯化得到的34株放线菌,编号为F1-F34;以供试病原菌(人参根腐病菌(Fusariumsolani)及人参锈腐菌(Cylindrocarpondestructans))为靶标菌采用平板对峙法筛选出6株拮抗菌株:F3、F18、F21、F22、F23、F34,其中拮抗菌F3抑制病原菌效果最为明显,结合生理生化特性和16SrDNA测序分析结果,菌株F3鉴定为Streptomyceswerraensis。拮抗试验表明,6株拮抗菌皆能在酸度为4.5-6.0的范围内存活并仍具有抑菌活性,拮抗菌F3不仅能够分泌促植物生长的吲哚乙酸促进人参种子萌发和胚轴的生长,其胚轴长度增幅为265%;还能够分泌纤维素酶、葡聚糖酶和蛋白酶等,透明圈半径分别为:12.4mm、15.1mm及18.2mm。
2.以筛选出的拮抗菌F3为研究对象,明确拮抗菌对人参病原菌的抑菌机理。通过菌丝抑制、孢子抑制、电导率法、斐林试剂比色法及考马斯亮蓝法来探究拮抗菌F3无菌发酵液对供试菌株的影响。实验表明,拮抗菌F3无菌发酵液对病原菌菌丝的生长和孢子的萌发均有显著的抑制效果,抑制率为66.7%、61.7%和66.0%、65.5%;拮抗菌无菌发酵液能增加人参病原菌菌液的电导率值、可溶性蛋白质及还原性糖的含量。
3.以吉林省靖宇县人参土(起参0年、起参1年及起参2年土)为研究对象,将从人参根际土分离筛选得到的拮抗菌制作成菌剂,探索拮抗菌制剂对人参土壤的修复效果及对人参土壤中微生物丰富度、病原菌数量的影响。实验表明:经拮抗菌制剂处理后,3种实验组人参土比对照组土壤pH值分别升高了0.81、0.68和0.69个单位;有机质含量增加了2.0g/kg、6.5g/kg及4.8g/kg;土壤速效氮、磷、钾含量增加;土壤中细菌及放线菌种类和数量显著增加,真菌的数量减少但种类增多,与对照组对比,土壤微生物丰富度增加,土壤微生物生态结构改变;表明施用拮抗菌制剂能够修复人参病害土的理化性质,改善土壤微生物丰富度,减少土传病原菌在土壤中的数量。