贝莱斯芽孢杆菌YB-145 对小麦纹枯病的防治效果及促生作用

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2021.10.010

河南农业科学 ›› 2021, Vol. 50 ›› Issue (10): 76-83.DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2021.10.010

所属专题：小麦抗病性分析专题

贝莱斯芽孢杆菌YB-145 对小麦纹枯病的防治效果及促生作用

夏明聪¹，邓晓旭¹，齐红志²，谢夏¹，徐文¹，张洁¹，孙润红¹，潘娅梅¹，武超¹，杨丽荣¹

（1.河南省农业科学院植物保护研究所/河南省生物农药工程研究中心，河南郑州450002；2.河南省农业科学院农业经济与信息研究所，河南郑州450002）

收稿日期:2021-03-07 出版日期:2021-10-15 发布日期:2021-11-25
通讯作者: 杨丽荣（1976-），女，内蒙古通辽人，研究员，博士，主要从事小麦病害生物防治研究。E-mail：luck_ylr@126.com
作者简介:夏明聪（1976-），男，河南息县人，副研究员，硕士，主要从事生防菌抑菌机制研究。E-mail：lxmc78@163.com
基金资助:
河南省农业科学院优秀青年基金项目（2018YQ16）；河南省农业科学院重大科技成果培育计划项目（20191101004）；中央引
导地方科技发展专项（豫财科【2020】44号）；河南省农业科学院“现代农业科技综合示范县”—兰考县（2021年度）项目

Biological Control of Sharp Eyespot and Growth Promotion in Wheat by Bacillus velezensis YB‑145

XIA Mingcong¹，DENG Xiaoxu¹，QI Hongzhi²，XIE Xia¹，XU Wen¹，ZHANG Jie¹，SUN Runhong¹，PAN Yamei¹，WU Chao¹，YANG Lirong¹

（1.Institute of Plant Protection Research，Henan Academy of Agricultural Sciences/Biological Pesticides Engineering Research Center of Henan Province，Zhengzhou 450002，China；2.Institute of Agricultural Economics and Information，Henan Academy of Agricultural Sciences，Zhengzhou 450002，China）

Received:2021-03-07 Published:2021-10-15 Online:2021-11-25

摘要/Abstract

摘要： 为探寻对小麦具有促生作用并高效防治小麦纹枯病的优良菌株，首先采用平板对峙法测定菌株YB-145对禾谷丝核菌、西瓜枯萎病菌、小麦根腐病菌、芹菜早疫病菌、花生果腐病菌、禾谷镰刀菌6种植物病原菌菌丝生长的抑制作用，然后根据其形态特征、生理生化特征和16S rRNA基因测序对该菌株进行鉴定；之后分别采用皿内水培法、盆栽法和田间试验测定菌株YB-145对小麦纹枯病的生物防治效果及对小麦的促生作用。结果表明，菌株YB-145为贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis），能够抑制上述6种病原菌菌丝的生长，其中对禾谷丝核菌菌丝生长的抑制作用最明显。该菌株还能够产生IAA（吲哚乙酸）和铁离子载体，具有分泌蛋白酶和β-1，3-葡聚糖酶活性。1×107、1×108 cfu/mL YB-145菌悬液浸种能显著提高小麦根鲜质量、地上部鲜质量和地上部高度，并且1×108 cfu/mL YB-145菌悬液浸种对小麦幼苗纹枯病的防效达到73.31%。田间试验结果显示，YB-145菌液拌种处理对小麦纹枯病的田间防治效果高达63.37%，使小麦增产8.2%，与化学农药6%戊唑醇悬浮种衣剂拌种处理（药剂对照）的防治效果（73.65%）和增产率（5.8%）没有明显差异。因此，贝莱斯芽孢杆菌YB-145是一株具有生防潜力的
菌株，可用于小麦纹枯病的防控。

关键词: 贝莱斯芽孢杆菌, 禾谷丝核菌, 小麦纹枯病, 促生作用, 生物防治

Abstract: The aim was to find an excellent strain with growth‑promoting effect on wheat and efficient control of wheat sharp eyespot. Firstly，the inhibitory effect of strain YB‑145 on mycelial growth of six plant pathogens，including Rhizoctonia cerealis，Fusarium oxysporum f.sp.niveum，Bipolaris sorokinana，Alternaria solani，Fusarium moniliforme and Fusarium graminearum PH‑1 was studied in dual cultures on PDA plates. Furthermore，the strain was identified according to its morphological，physiological and biochemical characteristics and 16S rRNA gene sequencing. The growth‑promoting effect of strain YB‑145 on wheat and its biological control effect on sharp eyespot were determined by Petri dish，pot and field experiments. The results showed that strain YB‑145 was identified as Bacillus velezensis，which could produce IAA（indole acetic acid）and siderophores and had extracellular protease and β‑1，3‑glucanase activities. In dual cultures，Bacillus velezensis YB‑145 significantly inhibited mycelial growth of 6 plant pathogens，especially R. cerealis.Bacillus velezensis YB‑145 at doses of 1×107 cfu/mL and 1×108 cfu/mL significantly promoted growth of wheat seedlings with more fresh weight of roots，fresh weight of shoots and height of shoots.Moreover，the efficacy of Bacillus velezensis YB‑145 at a doses of 1×108 cfu/mL in controlling wheat sharp eyespot reached 73.31%. Field investigation showed that the control effect of strain YB‑145 on sharp eyespot was up to 63.37% and the yield of wheat increased by 8.2%. The control effect（73.65%）and yield‑increasing rate of wheat（5.8%）of the treatment with 6% tebuconazole suspension had no significant difference with YB‑145. The above results demonstrate that Bacillus velezensis YB‑145 is a promising biological control agent to both promote wheat growth and suppress wheat sharp eyespot.

Key words: Bacillus velezensis, Rhizoctonia cerealis, Wheat sharp eyespot, Growth promotion, Biological control

中图分类号:

夏明聪, 邓晓旭, 齐红志, 谢夏, 徐文, 张洁, 孙润红, 潘娅梅, 武超, 杨丽荣. 贝莱斯芽孢杆菌YB-145 对小麦纹枯病的防治效果及促生作用[J]. 河南农业科学, 2021, 50(10): 76-83.

XIA Mingcong, DENG Xiaoxu, QI Hongzhi, XIE Xia, XU Wen, ZHANG Jie, SUN Runhong, PAN Yamei, WU Chao, YANG Lirong. Biological Control of Sharp Eyespot and Growth Promotion in Wheat by Bacillus velezensis YB‑145[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2021, 50(10): 76-83.

图/表 9

参考文献

［1］SHEWRY P R.Wheat［J］.J Exp Bot，2009，60（6）：1537‑1553.
［2］FIGUEROA M，HAMMOND‑KOSACK K E，SOLOMONP S.A review of wheat diseases：A field perspective［J］.Mol Plant Pathol，2018，19（6）：1523‑1536.
［3］CLARKSON J D S，COOK R J.Effect of sharp eyespot（Rhizoctonia cereatis）on yield loss in winter whea［t J］.Plant Pathology，1983，32（4）：421‑428.
［4］GLYNNE M D，RITCHIE W M.Sharp eyespot of wheat caused by Corticium（Rhizoctonia）solani［J］.Nature，1943，152：161.
［5］YUEN G Y，SCHONEWEIS S D.Strategies for managing Fusarium head blight and deoxynivalenol accumulation in wheat［J］.Int J Food Microbiol，2007，119（1/2）：126‑130.
［6］NELSON R，WIESNER‑HANKS T，WISSER R，et al.Navigating complexity to breed disease‑resistant crops［J］.Nat Rev Genet，2018，19（1）：21‑33.
［7］PAN D，MIONETTO A，TISCORNIA S，et al.Endophytic bacteria from wheat grain as biocontrol agents of Fusarium graminearum and deoxynivalenol production in wheat［J］.Mycotoxin Research，2015，31（3）：137‑143.
［8］MCALEESE D M.Environmental pollution and health：Fertilizers and pesticides［J］.J Ir Med Assoc，1971，64（421）：3‑27
［9］KIM K H，KABIR E，JAHAN S A.Exposure to pesticides and the associated human health effects［J］.Sci Total Environ，2017，575：525‑535.
［10］FISHER M C，HAWKINS N J，SANGLARD D，et al.Worldwide emergence of resistance to antifungal drugs challenges human health and food security［J］.Science，2018，360：739‑742.
［11］PENG D，LI S D，CHEN C J，et al.Combined application of Bacillus subtilis NJ‑18 with fungicides for control of sharp eyespot of wheat［J］.Biological Control：Theory and Application in Pest Management，2014，70（3）：28‑34.
［12］WEN C Y，YIN Z G，WANG K X，et al.Purification and structural analysis of surfactin produced by endophytic Bacillus subtilis EBS05 and its antagonistic activity against Rhizoctonia cerealis［J］.Plant Pathology Journal，2011，27（4）：342‑348.
［13］JI P，LI W，ZHENG Y，et al.Isolation and identification of four novel biocontrol Bacillus strains against wheat sharp eyespot and their growth‑promoting effect on wheat seedling［J］.International Journal of Agriculture and Biology，2018，21（2）：282‑288.
［14］VILLALOBOS S D L S，ROBLES R I，COTA F I P，et al.Bacillus cabrialesii sp. nov.，an endophytic plant growth promoting bacterium isolated from wheat（Triticum turgidum subsp. durum） in the Yaqui Valley，Mexico［J］.International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology，2019，69（12）：3939‑3945.
［15］VERMA P，YADAV A N，KHANNAM K S，et al.Molecular diversity and multifarious plant growth promoting attributes of Bacilli associated with wheat（Triticum aestivum L. ）rhizosphere from six diverse agro‑ecological zones of India［J］.Journal of Basic Microbiology，2016，56（1）：44‑58.
［16］常慧萍，邢文会，夏铁骑，等.根际促生细菌的筛选及其对小麦幼苗的促生作用［J］.河南农业科学，2016，45（12）：52‑57.
CHANG H P，XING W H，XIA T Q，et al.Screening of plant growth‑promoting rhizobacteria and their growth‑promoting effect on wheat seedling［J］.Journal of Henan Agricultural sciences，2016，45（12）：52‑57.
［17］东秀珠，蔡妙英. 常见细菌系统鉴定手册［M］.北京：科学出版社，2001.
DONG X Z，CAI M Y.Manual for systematic identification of common bacteria［M］.Beijing：Science Press，2001.
［18］KUMAR S，STECHER G，TAMURA K. MEGA7：Molecular evolutionary genetics analysis version 7.0 for bigger datasets［J］.Mol Biol Evol，2016，33（7）：1870‑1874.
［19］MILAGRES A M F，MACHUCA A，NAPOLE O D.Detection of siderophore production from several fungi and bacteria by a modification of chrome azurol S（CAS）agar plate assay［J］.Journal of Microbiological Methods，1999，37（1）：1‑6.
［20］布坎南R E，吉本斯N E.伯杰氏细菌鉴定手册［M］.北京：科学出版社，1984.
BUCHANAN R E，GIBBONS N E.Bergey’s manual of determinate bacteriology［M］.Beijing：Science Press，1984.
［21］SINGH S，GUPTA G.Plant growth promoting rhizobacteria（PGPR）：Current and future prospects for development of sustainable agriculture［J］.Journal of Microbial &Biochemical Technology，2015，7（2）：96‑102.
［22］PRAVIN V，ROSAZLIN A，TUMIRAH K，et al.Role of plant growth promoting rhizobacteria in agricultural sustainability：A review［J］. Molecules，2016，21（5）：573.
［23］张红，吕家珑，曹莹菲，等.不同植物秸秆腐解特性与土壤微生物功能多样性研究［J］.土壤学报，2014，51（4）：743‑752.
ZHANG H，LÜ J L，CAO Y F，et al.Decomposition characteristics of different plant straws and soil microbial functional diversity［J］.Acta Pedologica Sinica，2014，51（4）：743‑752.
［24］周文杰，吕德国，秦嗣军.植物与根际微生物相互作用关系研究进展［J］.吉林农业大学学报，2016，38（3）：253‑260.
ZHOU W J，LÜ D G，QIN S J.Research progress in interaction between plant and rhizosphere microorganism［J］.Journal of Jilin Agricultural University，2016，38（3）：253‑260.
［25］YE M，TANG X，YANG R，et al.Characteristics and application of a novel species of Bacillus：Bacillus velezensis［J］.ACS Chemical Biology，2018，13（3）：500‑505.
［26］RABBEE M F，ALI M S，CHOI J et al.Bacillus velezensis：A valuable member of bioactive molecules within plant microbiomes［J］.Molecules，2019，24（6）：1046.
［27］RADHAKRISHNAN R，SHIM K B，LEE B W，et al.IAA‑producing Penicillium sp. NICS01 triggers plant growth and suppresses Fusarium sp.induced oxidative stress in sesame（Sesamum indicum L.）［J］.Journal of Microbiology and Biotechnology，2013，23（6）：856‑863.
［28］PAHARI A，PRADHAN A，NAYAK S K，et al.Bacterial siderophore as a plant growth promoter［M］.Singapore：Springer，2017：163‑180.

[1]	梁松, 孟祥坤, 于新, 徐文凤, 邢芳芳, 郑树林, 李新柱, 王亮. 草莓叶枯病生防芽孢杆菌的分离鉴定及防效研究[J]. 河南农业科学, 2023, 52(10): 92-99.
[2]	张俊杰, 李硕, 崔筱, 王楠, 宋凯博, 刘芹, 孔维丽. 平菇发酵料不同发酵阶段功能菌的分离与鉴定[J]. 河南农业科学, 2022, 51(2): 113-119.
[3]	彭启超, 黄德龙, 张志鹏, 魏浩, 吴书凤, 吴妍, 李俊, 邓祖科, 王宗抗. 贝莱斯芽孢杆菌DPT-03 对花生白绢病菌的防控效果[J]. 河南农业科学, 2022, 51(2): 97-103.
[4]	李思思, 符运会, 罗宇, 周佳, 赵帅, 屈建航. 一株高效溶磷菌的条件优化及其促生特性研究[J]. 河南农业科学, 2022, 51(11): 73-81.
[5]	苏卓文, 卢彩鸽, 蔡淑琳, 张涛涛, 董丹, 赵娟, 张殿朋. 芦笋茎枯病拮抗内生细菌的筛选及鉴定[J]. 河南农业科学, 2022, 51(10): 106-113.
[6]	吴长伟, 弓新国, 郑琳, 张勃, 蒋美红, 李学杉, 黄志强, 普兴伟, 吴明美, 李仙. HF-09菌株降解烟梗纤维素及其休止细胞发酵产香效果[J]. 河南农业科学, 2021, 50(6): 171-180.
[7]	刘璐, 万伟杰, 郑通文, 龙欣钰, 孙正祥, 周燚. 根际细菌吡咯伯克霍尔德氏菌YZU-S377对棉花黄萎病的防效及其促生作用研究[J]. 河南农业科学, 2021, 50(3): 91-96.
[8]	何碧珀, 赵辉, 刘红彦, 倪云霞, 文艺, 刘新涛. 2株芝麻真菌病害生防菌的抑菌特征、促生评价及鉴定[J]. 河南农业科学, 2019, 48(11): 92-98.
[9]	金利容，万鹏，黄薇. 棉花内生细菌HB3S-20对棉花黄萎病的生防效果评估及其鉴定[J]. 河南农业科学, 2018, 47(3): 70-75.
[10]	李欢,曹雪梅,陈茹,贾杰,马桂珍,暴增海. 海洋多黏类芽孢杆菌L1-9菌株粉剂对黄瓜的促生防病作用[J]. 河南农业科学, 2017, 46(12): 65-69.
[11]	孙合美，王春红，卢冬雪，刘晶晶，岳胜天，杨美英. 土壤溶磷微生物及其对植物促生作用研究进展[J]. 河南农业科学, 2016, 45(5): 1-6.
[12]	齐永志，李海燕，苏媛，李生艳，贺振宁，甄文超. 不同密度与氮肥底追比例对小麦纹枯病的调控作用[J]. 河南农业科学, 2016, 45(2): 77-81.
[13]	常慧萍,邢文会,夏铁骑,杨雪,付瑞敏,王丁,张红. 根际促生细菌的筛选及其对小麦幼苗的促生作用[J]. 河南农业科学, 2016, 45(12): 52-57.
[14]	张颖，李黎，许玉彬，王少伟，王刚. 小麦纹枯病菌原生质体制备条件及再生菌株致病性研究[J]. 河南农业科学, 2014, 43(8): 82-85.
[15]	陈柳，刘正坪，刘素花，魏艳敏，尚巧霞，赵晓燕. 桃褐腐病菌激活蛋白对植物的促生作用研究[J]. 河南农业科学, 2014, 43(3): 85-88.

贝莱斯芽孢杆菌YB-145 对小麦纹枯病的防治效果及促生作用

Biological Control of Sharp Eyespot and Growth Promotion in Wheat by Bacillus velezensis YB‑145

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 9

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics