马铃薯疮痂病菌Streptomyces scabies拮抗细菌筛选及鉴定

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2021.11.013

摘要/Abstract

摘要： 为获得对马铃薯疮痂病菌（Streptomyces scabies）具有拮抗效果的细菌菌株，从黑龙江省齐齐哈尔市克山农场马铃薯疮痂病发病地块健康植株根际土壤中分离得到181株细菌菌株，采用平板对峙生长法和牛津杯试验法对分离得到的菌株进行初筛和复筛，获得1株对S. scabies 具有明显拮抗效果的菌株BKS51，抑菌圈直径达到37 mm，盆栽防效达到81.0%。对BKS51进行形态特征、生理生化特征测定以及16S rRNA、gyrB基因序列分析，并进行抑菌谱测定。结果表明，菌株BKS51的菌落为圆形、乳白色、不透明，表面有褶皱状凸起，边缘不整齐，菌体杆状、革兰氏阳性菌，硝酸还原反应呈阳性、葡萄糖发酵反应及MR 反应呈阴性，结合16S rRNA 和gyrB 基因序列分析结果，将其鉴定为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）。BKS51对多种植物病原菌均具有抑制效果，其中对玉米圆斑病菌（Bipolaris zeicola）和水稻胡麻斑病菌（Bipolaris oryzae）的抑制率较高，分别达到67.2%和62.4%。

关键词: 马铃薯疮痂病, 疮痂链霉菌, 拮抗细菌, 芽孢杆菌, 生防菌株

Abstract: In order to obtain strains that have antagonistic effects on Streptomyces scabies，181 bacterial strains were isolated from the rhizosphere soil of healthy plants in the potato scab‑infected plot of Keshan Farm in Qiqihar City，Heilongjiang Province.The flat plate stand‑off growth method and the Oxford cup test were used to screen and re‑screen the isolated strains，and a strain BKS51 with obvious antagonistic effect on S.scabies was obtained，with a bacteriostatic diameter of 37 mm，and the potted plant control effect reached 81.0%.The morphological characteristics，physiological and biochemical characteristics of BKS51 were determined，16S rRNA and gyrB gene sequences were analyzed，and the antibacterial spectrum was determined.The results showed that the colony of strain BKS51 was round，milky white，opaque，with fold‑like protrusions，irregular edges.The strain was rod‑shaped，and gram‑positive，nitric acid reduction reaction was positive，and glucose fermentation reaction and MR reaction were negative.Combined with sequence analysis results of 16S rRNA and gyrB，it was identified as Bacillus amyloliquefaciens.BKS51 had an inhibitory effect on a variety of plant pathogens，among them，the inhibition rates on Bipolaris zeicola and Bipolaris oryzae were higher，reaching 67.2% and 62.4%respectively.

Key words: Potato scab disease, Streptomyces scabies, Antagonistic bacteria, Bacillus, Biocontrol strain

中图分类号:

S435.32

台莲梅, 陈志垚, 王鹏, 王钰琪, 金光辉, 靳学慧. 马铃薯疮痂病菌Streptomyces scabies拮抗细菌筛选及鉴定[J]. 河南农业科学, 2021, 50(11): 108-116.

TAI Lianmei, CHEN Zhiyao, WANG Peng, WANG Yuqi, JIN Guanghui, JIN Xuehui, . Screening and Identification of Antagonistic Bacteria of Streptomyces scabies[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2021, 50(11): 108-116.

图/表 7

参考文献

［1］邢莹莹，吕典秋，魏琪，等.黑龙江省部分地区马铃薯疮痂病种类及致病性鉴定［J］.植物保护，2016，42（1）：26‑32，50.
XING Y Y，LÜ D Q，WEI Q，et al.Species and pathogenicity identification of Streptomyces species causing potato common scab in part of Heilongjiang Province［J］.Plant Protection，2016，42（1）：26‑32，50.
［2］王文，杨文杰.马铃薯疮痂病发生与防治［J］.西北园艺，2014（3）：43.
WANG W，YANG W J.Occurrence and control of potato scab［J］.Northwest Horticulture，2014（3）：43.
［3］毛芙蓉，刘燕妮，李彦军，等.马铃薯疮痂病发生与防治［J］.吉林蔬菜，2014（10）：31‑32.
MAO F R，LIU Y N，LI Y J，et al.Occurrence and control of potato scab［J］.Jilin Vegetables，2014（10）：31‑32.
［4］李拴曹，李存玲. 马铃薯疮痂病的发生与防治［J］.陕西农业科学，2016，62（1）：76‑77.
LI S C，LI C L.Occurrence and control of potato scab［J］.Shanxi Agricultural Sciences，2016，62（1）：76‑77.
［5］奚启新，杜凤英，王凤山，等.调节土壤pH值和药剂防治马铃薯疮痂病［J］.中国马铃薯，2000，14（1）：57‑58.
XI Q X，DU F Y，WANG F S，et al.Adjusting soil pH value and medicament to prevent potato scab［J］.Chinese Potato Journal，2000，14（1）：57‑58.
［6］WANNER L A.A patchwork of Streptomyces species isolated from potato common scab lesions in north America［J］.Journal of Potato Research，2009，86（4）：247‑264.
［7］BRAMWELL P A，WIENER P，AKKERMANS A D L，et al.Phenotypic，genotypic and pathogenic variation among Streptomyces implicated in common scab disease［J］.Letters in Applied Microbiology，1998，27（5）：255‑260.
［8］张露，艾玉廷，马健，等.不同比例氟啶胺对马铃薯块茎疮痂病防治效果［J］.中国马铃薯，2013，27（3）：175‑178.
ZHANG L，AI Y T，MA J，et al.Control efficacy of various levels of fluazinam on potato tuber common scab［J］.Chinese Potato Journal，2013，27（3）：175‑178.
［9］聂峰杰，巩檑，张丽，等.马铃薯疮痂病抗病育种展望［J］.宁夏农林科技，2020，61（5）：56‑57.
NIE F J，GONG L，ZHANG L，et al.Prospect of disease resistance breeding for potato common scab［J］.Ningxia Agriculture and Forestry Science and Technology，2020，61（5）：56‑57.
［10］张知晓，户连荣，刘凌，等.生防菌Bacillus safensis的鉴定及其对核桃病原菌的抑菌特性［J］.河南农业科学，2020，49（12）：97‑104.
ZHANG Z X，HU L R，LIU L，et al.Identification and antibacterial properties of an antagonistic bacterium Bacillus safensis against walnut fungal disease［J］.Journal of Henan Agricultural Sciences，2020，49（12）：97‑104.
［11］JANET L S，KYOKO S，LINDA L K.Relationships of in vitro pathogen inhibition and soil colonization to potato scab biocontrol by antagonistic Streptomyces spp.［J］.Biological Control，2001，20（2）：102‑112.
［12］ST‑ONGE R，GOYER C，COFFIN R，et al.Genetic diversity of Streptomyces spp. causing common scab of potato in eastern Canada［J］.Systematic and Applied Microbiology，2008，31（6）：474‑484.
［13］ROBERT P L，STELLOS T.Use of biocontrol organisms and compost amendments for improved control of soilborne diseases and increased potato production［J］.American Journal of Potato Research，2013，90（3）：261‑270.
［14］MENG Q，HANSON L E，DOUCHES D，et al.Managing scab diseases of potato and radish caused by Streptomyces spp. using Bacillus amyloliquefaciens BAC03 and other biomaterials［J］.Biological Control 2013，67（3）：373‑379.
［15］郭凤柳，张海颖，李勇，等.马铃薯疮痂病拮抗菌株B1的鉴定及防效测定［J］.江苏农业科学，2013，41（5）：90‑93.
GUO F L，ZHANG H Y，LI Y，et al.Identification and control effect determination of potato scab antagonistic strain B1［J］.Jiangsu Agricultural Sciences，2013，41（5）：90‑93.
［16］李勇.马铃薯疮痂病菌拮抗菌的鉴定及抑菌药剂室内筛选［D］.保定：河北农业大学，2012.
LI Y.Identification of antagonistic bacterium and screening of bactericides against potato common scab pathogens ［D］.Baoding：Agricultural University of Hebei，2012.
［17］石莹莹，赵盼，宋双伟，等.马铃薯疮痂病拮抗菌YN-2-2的分离与鉴定［J］.微生物学通报，2020，47（8）：2425‑2435.
SHI Y Y，ZHAO P，SONG S W，et al.Isolation and characterization of the antagonistic bacterium YN‑2‑2 against potato common scab［J］.Microbiology China，2020，47（8）：2425‑2435.
［18］方中达. 植病研究方法［M］.3版.北京：中国农业出版社，2001.
FANG Z D.Research method of plant disease［M］.3rd edition.Beijing：China Agriculture Press，2001.
［19］中国科学院南京土壤研究所微生物室.土壤微生物研究法［M］.北京：科学出版社，1985.
Microbiology Room，Institute of Soil Science，Chinese Academy of Sciences.Soil microbiology research method［M］.Beijing：Science Press，1985.
［20］谢心悦，贾慧慧，杨海清，等.芽胞杆菌BJ-10的鉴定及其抑菌活性与防病作用［J］.北京农学院学报，2020，35（2）：1‑5.
XIE X Y，JIA H H，YANG H Q，et al.Study on the identification，antimicrobial activities and biocontrol abilities of Bacillus spp.strain BJ‑10［J］.Journal of Beijing University of Agriculture，2020，35（2）：1‑5.
［21］刘波，陶天申，王阶平，等.芽胞杆菌第二卷：芽胞杆菌分类学［M］.北京：科学出版社，2016.
LIU B，TAO T S，WANG J P，et al.Bacillus volume 2：Taxonomy of Bacillus［M］.Beijing：Science Press，2016.
［22］布坎南R E，吉本斯N E. 伯杰细菌鉴定手册［M］.8版. 北京：科学出版社，1984.
BUCHANAN R E，GIBBONS N E.Berger’s bacteria identification manual［M］.8th edition. Beijing：Science Press，1984.
［23］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 of identification of common bacterial systems［M］.Beijing：Science Press，2001.
［24］陶永梅，潘洪吉，张小利，等.贝莱斯芽胞杆菌NSZYBGJ001 的鉴定及其生物学特性［J］.植物保护学报，2020，47（2）：324‑331.
TAO Y M，PAN H J，ZHANG X L，et al.Identification and biological characteristics of Bacillus velezensis NSZ‑YBGJ001［J］.Journal of Plant Protection，2020，47（2）：324‑331.
［25］LA M T，SATOMI M，AGATA N，et al.gyrB as a phylogenetic discriminator for members of the Bacillus anthracis‑cereus‑thuringiensis group ［J］.Journal of Microbiological Methods，2004，56（3）：383‑94.
［26］梁燕.马铃薯疮痂病生防菌筛选及其生防机制的初步研究［D］.呼和浩特：内蒙古农业大学，2019.
LIANG Y.Screening of biocontrol bacteria and preliminary study on its mechanism in potato common scab ［D］.Huhhot： Inner Mongolia Agricultural University，2019.
［27］申永瑞，向君亮，王佳琦，等.疮痂链霉菌拮抗菌株BU396的分离鉴定与抗菌性质分［J］.微生物学通报，2019，46（10）：2601‑2611.
SHEN Y R，XIANG J L，WANG J Q，et al.Isolation，identification and antimicrobial properties of a biocontrol strain BU396 against Streptomyces scabices［J］.Microbiology China，2019，46（10）：2601‑2611.
［28］高同国，姜军坡，郭晓军，等.马铃薯疮痂病高效拮抗菌的筛选及鉴定［J］.江苏农业科学，2016，44（12）：157‑159.
GAO T G，JANG J P，GUO X J，et al.Screening and identification of highly effective antagonistic bacteria for potato scab［J］.Jiangsu Agricultural Sciences，2016，44（12）：157‑159.
［29］严婉荣，肖敏，陈圆，等.芽孢杆菌基本特征、16SrRNA对比分析及特异性基因挖掘［J］.基因组学与应用生物学，2017，36（11）：4686‑4692.
YAN W R，XIAO M，CHEN Y et al.Comparative analysis between basic characteristics and 16S rRNA，and specific gene discovery of Bacillus［J］.Genomics and Applied Biology，2017，36（11）：4686‑4692.
［30］李献梅，王小芬，杨洪岩，等.促旋酶（gyrase）B亚单位基因gyrB在鉴别细菌近缘种中的应用［J］.微生物学报，2008，48（5）：701‑706.
LI X M，WANG X F，YANG H Y，et al.Application of gyrB in the identification of closely related bacteria：A review［J］.Acta Microbiologica Sinica，2008，48（5）：701‑706.
［31］傅奇，林俊杰，甘美裕，等.16S与gyrB基因联合建树快速鉴定海水中的一株地衣芽胞杆菌［J］.海洋科学，2020，44（4）：90‑95.
FU Q，LIN J J，GAN M Y，et al.Identification of a Bacillus licheniformis strain from seawater using a phylogenetic tree based on 16S and gyrB gene sequences［J］.Marine Sciences，2020，44（4）：90‑95.
［32］顾真荣，马承铸，韩长安.产几丁质酶芽孢杆菌的筛选鉴定和酶活力测定［J］.上海农业学报，2001，17（3）：92‑96.
GU Z Y，MA C Z，HAN C A.Screening and identification of chitinase producing Bacillus spp. and determination of their chitinase activity［J］.Acta Agriculturae Shanghai，2001，17（3）：92‑96.
［33］迟惠荣，张亚惠，曾欣，等.多花黄精内生贝莱斯芽胞杆菌的分离鉴定及其抗菌与促生作用分析［J］.植物保护，2019，45（4）：122‑131.
CHI H R，ZHANG Y H，ZENG X，et al.Isolation and identification of antagonistic endophytic Bacillus velezensis from Polygonatum cyrtonema Hua and analysis of its antimicrobial and growth‑promoting activity［J］.Plant Protection，2019，45（4）：122‑131.

[1]	张强, 吴利民, 李朋燕, 赵娜, 户申奥, 陆宁海. 小麦茎基腐病拮抗菌发酵条件优化及稳定性评价[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 121-129.
[2]	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.
[3]	战磊, 王寒, 关罗浩, 张蒙蒙, 梁俊阳, 张晓瑞, 付博, 王玉胜. 用于烟叶提质的苏云金芽孢杆菌SY-1产淀粉酶条件的优化研究[J]. 河南农业科学, 2022, 51(9): 159-170.
[4]	常淑娴, 马琴, 曲文文, 张海洋, 苗红梅, 段迎辉. 芝麻枯萎病拮抗菌的分离、鉴定及防效研究[J]. 河南农业科学, 2022, 51(8): 84-91.
[5]	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.
[6]	王飞, 李雪梦, 杨瑾, 文艺, 赵晨晨, 赵莹, 刘玉霞, 高素霞, 戚文平, 秦艳红, 鲁传涛. 3 株丹参根际促生细菌的筛选、鉴定及作用评价[J]. 河南农业科学, 2022, 51(12): 81-89.
[7]	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.
[8]	吴晓颖, 杨方岩, 李寿如, 贾景丽, 于秀梅, 刘大群, 赵伟全. 菌药协同防治马铃薯疮痂病后蛭石基质微生物菌群的变化[J]. 河南农业科学, 2022, 51(1): 89-96.
[9]	吕昂, 王成, 汤亚芳, 王立华, 姜益泉. 兰花茎腐病拮抗菌HJ-5 的筛选和生防潜力评估[J]. 河南农业科学, 2021, 50(8): 85-93.
[10]	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.
[11]	张颖, 杜国霞, 冯丽丽, 王晓玉, 刘双, 王超, 姜军坡, 王世英. 枯草芽孢杆菌J530菌株产芽孢发酵条件的优化及鸡粪氨减排效果[J]. 河南农业科学, 2021, 50(2): 138-144.
[12]	张雪玲, 臧春华, 郭汝悦, 段毅超, 王延刚, 郭中信, 张振中, 任雪玲. 生物菌肥对连作障碍三七根际和根茎内细菌群落的影响[J]. 河南农业科学, 2021, 50(12): 78-91.
[13]	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.
[14]	李文鹏, 陶冶, 赵素雅, 牛秋红. 芽孢杆菌HT-7对棉花黄萎病菌的拮抗作用及拮抗因子初探[J]. 河南农业科学, 2020, 49(8): 84-93.
[15]	郭敬, 汤玲玲, 赵世民, 李淑君, 康业斌. 烟草病原菌及其生防菌株对烯酰吗啉的敏感性[J]. 河南农业科学, 2020, 49(4): 87-92.