《根结线虫病害综合治理研究》:
二、优良生防菌株的筛选和改良
由于缺乏理想的优良菌株筛选模型,在线虫生物防治中很少有对线虫生防资源系统筛选的研究,很多进行田间试验甚至登记产品的菌株都是随机或从很小的范围内选出的。对寄生大豆胞囊线虫二龄幼虫的被毛孢进行系统筛选,分别用琼脂平板、试管土和温室花盆3种方法对118个、44个和19个菌株进行筛选,获得一株优良菌株。对分离自根结线虫卵、雌虫的182菌株进行室内致病性测定,用0.05%的Tween-80洗下培养10d的菌种的孢子,在24孔组织培养板中同时接种菌株孢子悬液及新鲜的根结线虫卵悬液.25℃培养,4d后倒置显微镜下测定不同菌株对线虫卵的寄生率,7d时检测卵的孵化率及其死亡率。结果表明,供试菌株中对根结线虫卵寄生率大于90%的占30.1%,寄生率为70%-90%的菌株有20.2%。28%的菌株处理中卵孵化率降低80%以上,而孵化率在20%-40%的菌株为45.6%。如何筛选和评价生防优良菌株是目前急需解决的关键问题之一。
在研究和应用的线虫生防菌株都是天然菌株,这些菌株具备一些优良性状,但总是存在着某一或几个方面的缺陷,利用生物技术构建性状优良的工程菌株一直是生物防治工作者积极努力的方向,近年来已经证明丝氨酸蛋白酶是食线虫侵染线虫的一个致病相关蛋白,已经从捕食线虫真菌Arthrobotrys oligospora、卵寄生真菌淡紫拟青霉、厚垣孢普可尼亚菌等分离和进行了基因克隆。最近,从线虫内寄生真菌优良菌株洛斯里被毛孢OWVT-1中分离纯化了一个分子量为30kDa的丝氨酸蛋白酶,并且深入研究,对其基因进行克隆和工程菌株的构建。
三、根结线虫生防真菌资源研究
根结线虫是导致全球农业巨大损失的重要病原生物之一,目前已成为限制我国设施蔬菜种植业发展的障碍,严重为害经济作物的产量和果实品质。目前,化学防治手段是控制病原根结线虫重要措施,虽然防治效果显著,但是这些化学杀线虫农药毒性大,对人畜、天敌动物不安全,选择性差,残留较高,破坏生态环境,长期使用将导致更多的人类健康和生存、食品安全和加工、环境污染和保护等问题。根结线虫的生物防治越来越受到植物保护工作者的认可,生防菌资源的筛选和应用是控制根结线虫为害的关键。
根结线虫生物防治资源丰富,包括真菌、捕食性线虫、细菌、放线菌、病毒、螨类、昆虫、植物等,都具有减低病原根结线虫种群密度的作用。据报道,以真菌材料作为生防因子约占全部生防资源的76%,捕食性线虫7%,细菌5%,放线菌5%,其他材料7%。这些数据表明,真菌性生防资源是病原根结线虫生物防治研究的方向和材料。自然界中,大量的食线虫真菌生活在土壤或植物体内,并且控制、调节植物寄生线虫的种群数量,是生防真菌资源的重要来源。许多研究人员从根结线虫的卵、二龄幼虫及其成虫体上分离获得各种食线虫真菌,成为生物防治的新途径。目前,有700多种食线虫真菌被发现,通过系统分析这些真菌类群,分别属于不同的系统发育群系,广泛分布于子囊菌门、担子菌门、接合菌门、壶菌门及卵菌门等,有些卵菌从严格的分类学研究上不属于真菌,但是对线虫的毒杀作用和能力类似于真菌,常常作为真菌类别研究。食线虫真菌类别多样化表明食线虫真菌和植物寄生线虫通过相互的协同进化,构成自然界的稳定的生物链关系。
1.国外食线虫真菌研究现状
从1839年开始,植物病理学家开始发现、认识食线虫真菌,研究者通过试验确认食线虫真菌对线虫的控制效果,报道发现两种具有杀线虫活性的真菌——多孢节丛孢菌和少孢节丛孢菌。1917年,美国线虫学家Cobb深入研究这些真菌控制植物寄生线虫的能力和机理,提出食线虫真菌是寄生线虫生物防治因子之一,开创植物寄生线虫生物防治的先河。20世纪30年代,采用有机质改良土壤的方式,促进食线虫真菌活性,有效地降低线虫虫口密度。在20世纪60年代,农药的使用、土壤微生物、有机质、线虫和食线虫真菌间复杂的竞争生存关系变得不稳定,其作为生物防治因子的能力遭到许多人的质疑,后期研究证实食线虫真菌还是具有很强的生物防治潜力。20世纪80年代,法国的研究者改良食线虫真菌生活环境,与堆肥混合使用,系统地研究食线虫真菌粗状节丛孢和匙状单顶孢,成功制成防治线虫的商品制剂Royal-300,此农药对线虫的防治效果明显高于对照,减少40%的线虫数量,后期将真菌不规则节丛孢菌研制成第二种商品制剂农药Royal-350颗粒剂;研究者采集不同地区的椭圆单顶孢控制花生根结线虫的试验,调节生防菌的生活史可以改变对根结线虫的防治效果:筛选出高效食根结线虫的少孢节丛孢菌,并且在盆栽、大田试验中取得很好的控制效果。1979年,首次公布淡紫拟青霉有效寄生于植物寄生线虫卵内,使其死亡。随后,利用淡紫拟青霉不仅可以控制冬豌豆南方根结线虫,而且促进冬豌豆的生长发育;研究使用淡紫拟青霉的发酵液控制番茄爪哇根结线虫卵和二龄幼虫,证实其菌发酵液对卵的毒杀效果显著高于二龄幼虫:研究者发现淡紫拟青霉菌株251同时具有抑制根结线虫病和增加番茄产量的双重功效:研究确定淡紫拟青霉是控制根结线虫为害使用最广泛的生防真菌之一。在菲律宾,淡紫拟青霉已经商品化,登记杀线虫制剂,命名为Biocon。厚垣孢普可尼亚菌是根结线虫卵和雌虫的有效寄生菌,引起植物寄生线虫自然衰退效应的生防真菌之一。还有一些非致病性镰孢菌对根结线虫的卵、二龄幼虫具有显著的毒杀作用。近几年,淡紫拟青霉、厚垣孢普可尼亚菌和镰孢菌是研究较多的3种寄生性根结线虫生防真菌。
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