專利名稱：一株用于防治棉花黃萎病的假單胞菌及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物農(nóng)藥技術(shù)領(lǐng)域，涉及一株用于防治棉花黃萎病的假單胞菌及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
棉花黃萎病(cotton Verticillium wilt)是由大麗輪枝菌(Verticillium dahliae)侵染引起的真菌性維管束系統(tǒng)病害，是棉花最嚴(yán)重病害之一。大麗輪枝菌的菌絲體能產(chǎn)生大量微菌核，這些微菌核在土壤中存活時(shí)間長(zhǎng)，且寄主廣泛，傳播途徑多，嚴(yán)重威脅棉花生產(chǎn)，給我國(guó)棉花生產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失。迄今尚無(wú)有效的防治方法。棉花黃萎病為土傳維管束病害，防治困難，難以找到很好的抗源材料，因而多年來(lái)一直未能培育出高抗黃萎病的棉花新品種，研究開(kāi)發(fā)的病害防治方法和藥劑亦難以達(dá)到理想的防治效果。植物內(nèi)生細(xì)菌是指那些在其生活史的一定階段或全部階段生活于健康植物的各種組織和器官內(nèi)部的細(xì)菌。被內(nèi)生細(xì)菌感染的宿主植物(至少是暫時(shí))不表現(xiàn)出外在病癥， 可通過(guò)組織學(xué)方法或從嚴(yán)格表面消毒的植物組織中分離，或從植物組織內(nèi)直接擴(kuò)增出微生物DNA的方法來(lái)證明其內(nèi)生。內(nèi)生細(xì)菌主要分布于細(xì)胞間與維管束組織，廣泛存在于植物的果實(shí)、種子、胚、根、莖、葉中。內(nèi)生細(xì)菌具有能增強(qiáng)宿主植物抗逆性的特性，研究者已經(jīng)從棉花，水稻，小麥，茄子，馬鈴薯，可可等作物中篩選出許多拮抗病原菌的內(nèi)生菌，并由此開(kāi)發(fā)出一些植物生防菌劑。大量的研究事實(shí)證明了生防菌處理植物后能達(dá)到促進(jìn)生長(zhǎng)與病害防治的目的。我國(guó)在這方面的研究主要在小麥、棉花等作物病害防治。目前，隨著人們對(duì)無(wú)公害食品的要求和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的日益增強(qiáng)，人們逐漸擺脫了防治病害完全依賴化學(xué)農(nóng)藥的觀點(diǎn)，逐漸把生物防治與病害的綜合治理聯(lián)系起來(lái)，并成為其中重要組成部分。假單胞菌是活躍在植物根際的一類微生物，屬Plant Growth-promoting Rhizobacteria(PGPR) 一大類，假單胞菌的促生長(zhǎng)作用機(jī)理一是產(chǎn)生活性物質(zhì)或改善礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)直接促進(jìn)植物生長(zhǎng)；二是產(chǎn)生代謝物質(zhì)或競(jìng)爭(zhēng)作用抑制或阻礙根區(qū)病原微生物的發(fā)展，間接促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。其生防作用機(jī)理包括有效的根部定殖、抗生作用、根際營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng) (特別是對(duì)鐵的競(jìng)爭(zhēng))、分泌降解微生物的酶和誘導(dǎo)植物抗性等。誘導(dǎo)植物抗病性是國(guó)際上近期興起的一個(gè)重要研究領(lǐng)域，利用植物誘導(dǎo)抗病性被認(rèn)為是植物保護(hù)的新技術(shù)和新途徑。利用植物自身的防御系統(tǒng)來(lái)防病也是今后農(nóng)藥發(fā)展的重要方向。研究開(kāi)發(fā)既可以控制病害發(fā)生又能避免化學(xué)合成農(nóng)藥過(guò)量應(yīng)用對(duì)人、畜及環(huán)境所產(chǎn)生的負(fù)面效果的新型生物農(nóng)藥產(chǎn)品，是國(guó)際上農(nóng)藥研發(fā)的一個(gè)方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一株假單胞菌。本發(fā)明的另一目的是提供該菌株的應(yīng)用。本發(fā)明的目的可通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
假單胞菌(Pseudomonas sp. ) 841P-3，保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏日期:2011年12月13日，保藏號(hào)=CGMCC No. 5583。假單胞菌841P-3(CGMCC No. 558 形態(tài)特征如下革蘭氏陰性菌，極生鞭毛，可游動(dòng)，(0. 5-1. 0) μ mX (1.1-3.0) μ m，單菌落具有擴(kuò)散性，扁平而潮濕.各項(xiàng)理化分析結(jié)果如下熒光、需氧性、氧化酶、過(guò)氧化氫酶、明膠液化、硝酸鹽還原試驗(yàn)、簡(jiǎn)單碳源生長(zhǎng)試驗(yàn)、產(chǎn)、靛基質(zhì)試驗(yàn)、檸檬酸鹽試驗(yàn)、賴氨酸脫羧酶和鳥(niǎo)氨酸脫羧酶均為陽(yáng)性。肌醇和反消化為陰性.在42°C下，能生長(zhǎng)PH5.7能生長(zhǎng)。16SrDNA測(cè)序結(jié)果與假單胞菌科 (Pseudomonadaceae)中的假單胞菌屬同源性達(dá)到99. 7% .對(duì)氨芐青霉素、氯霉素，鏈霉素具有較強(qiáng)的抗性。最適PH為為7.2，最適培養(yǎng)溫度為28-301。最佳培養(yǎng)基成分蛋白胨 2g，瓊脂1. 5g，甘油lg，磷酸氫二鉀0. 15g，七水硫酸鎂0. 15g，蒸餾水IOOmL, PH7. 2。所述的保藏號(hào)為CGMCC No. 5583的假單胞菌841P-3在防治棉花黃萎病中的應(yīng)用。有益效果本發(fā)明所述假單胞菌841P-3能強(qiáng)烈抑制棉花強(qiáng)致病性黃萎病菌系V107菌絲的生長(zhǎng)和孢子萌發(fā)，使病原菌菌絲畸形，膨大，生長(zhǎng)不正常，使病原菌孢子破裂，抑制孢子萌發(fā)。 且能夠誘導(dǎo)棉花的產(chǎn)生抗黃萎病性，處理后減少了病原菌對(duì)幼根和真葉的傷害。盆栽實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，841P-3菌株能促進(jìn)棉花感病品種蘇棉9號(hào)出苗，對(duì)蘇棉9號(hào)，841P-3防治黃萎病V107 的效應(yīng)為46. 9%。通過(guò)微生物發(fā)酵獲得大量假單胞菌841P-3菌株，且能產(chǎn)生誘導(dǎo)系統(tǒng)抗性，對(duì)人畜無(wú)毒，對(duì)農(nóng)作物物毒害，綠色環(huán)保，防治棉花枯黃萎病效果顯著，具有良好的生物農(nóng)藥開(kāi)發(fā)前景。


圖1 841P-3細(xì)菌顯微照片。圖2 841P-3的劃線形態(tài)。圖3 841P-3對(duì)黃萎病菌V107的抑制作用。圖4 841P-3菌對(duì)V107菌絲生長(zhǎng)影響。圖5 841P-3菌對(duì)V107孢子萌發(fā)的影響。圖6 841P-3菌提高幼根抵抗黃萎病V107的作用。圖7 841P-3菌提高蘇棉9號(hào)真葉抵抗黃萎病V107的作用。圖8 841P-3對(duì)蘇棉9號(hào)出苗率的影響。圖9 841P-3對(duì)蘇棉9號(hào)防治黃萎病V107的效果。生物材料樣品保藏信息假單胞菌(Pseudomonas sp. ) 841P-3，保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，地址為北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，保藏日期2011年12月13日，保藏號(hào)=CGMCC No. 5583。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1假單胞菌841P-3的獲得1. 1細(xì)菌的分離取健康的現(xiàn)蕾期棉M-81M-1159花根，用滅菌刀取主根5 IOcm處，浸入70%酒精lmin，以1.05%次氯酸鈉對(duì)樣品表面滅菌，滅菌時(shí)間為15 18min，取經(jīng)檢驗(yàn)表面滅菌徹底的材料1. OOg于無(wú)菌研缽中，加滅菌的PBS緩沖液研磨，靜置15min后加緩沖液定容至 10mL，取Iml分離液梯度稀釋后取0. Iml涂布于制備的S2 (瓊脂18g，蔗糖10g，甘油10ml， 酪蛋白5g，碳酸氫鈉lg，MgSO4 ·7Η20 lg，K2HPO4 2. 3g，月桂?；“彼徕c1. 2g，去離子水定容至1L)培養(yǎng)基，用于假單胞菌屬的分離，平行三組，28°C下培養(yǎng)2 3天，計(jì)菌落數(shù)。根據(jù)菌落的形態(tài)、顏色、大小等挑取單菌落，反復(fù)劃線純化后接斜面保存，供測(cè)試鑒定。1. 2拮抗細(xì)菌的篩選1.2. 1平板對(duì)峙培養(yǎng)法以棉花黃萎病菌大麗輪枝菌V107(由江蘇農(nóng)科院植保所提供)為指示菌，將1. 1 中分離到的細(xì)菌菌株采用平板對(duì)峙生長(zhǎng)法進(jìn)行拮抗性篩選。在長(zhǎng)滿大麗輪枝菌菌絲的平板邊緣處用滅菌的打孔器打下直徑為6mm的菌餅，然后將菌餅貼于PDA平板中央，26 培養(yǎng)2天后，在距菌餅2cm處接種分離菌株，對(duì)照平板只接病原菌大麗輪枝菌菌餅，不點(diǎn)接篩選菌，28°C恒溫箱中培養(yǎng)3 5天，觀察待測(cè)菌株對(duì)大麗輪枝菌有無(wú)拮抗作用(圖3)，每菌株重復(fù)3次。選擇抑菌直徑大于Icm的菌株進(jìn)入下一輪篩選。1.2.2平板擴(kuò)散法菌株的制備將各供試菌株在LB平板上活化，挑取一環(huán)接種于含^ilLB培養(yǎng)液的試管中，28°C下170r/min振蕩培養(yǎng)Mh。大麗輪枝菌孢子懸浮液的制備取在PDA平板上活化的大麗輪枝菌V107菌絲塊， 接種于察貝克液體培養(yǎng)基中，25°C下120r/min恒溫?fù)u床振蕩培養(yǎng)6天。用滅菌紗布濾去培養(yǎng)液中的菌絲，用無(wú)菌水將孢子濃度調(diào)為1 X loir1，備用。吸取制備好的大麗輪枝菌V107孢子懸浮液1ml，加入到熔化并冷卻到45°C左右的IOOmlPDA培養(yǎng)基(瓊脂含量為0.7% )中，混勻，傾覆在已凝固的PDA平板上，待上層培養(yǎng)基冷卻凝固后，在平板上打孔(直徑為6mm)，在每個(gè)孔內(nèi)加入經(jīng)平板對(duì)峙培養(yǎng)法初步篩選得到的優(yōu)勢(shì)菌株的發(fā)酵液40 μ 1，以LB培養(yǎng)液作為空白對(duì)照，每處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，將平板置于恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)3 后觀察是否可產(chǎn)生抑菌圈(圖幻。選擇抑菌圈最大，效果穩(wěn)定的菌株，命名為841P-3。841P-3 革蘭氏陰性菌，極生鞭毛(圖1)，可游動(dòng)，(0.5-1.0) μ mX (1. 1-3. 0) μ m,單菌落具有擴(kuò)散性，扁平而潮濕(圖2)。各項(xiàng)理化分析結(jié)果如下熒光、需氧性、氧化酶、過(guò)氧化氫酶、明膠液化、硝酸鹽還原試驗(yàn)、簡(jiǎn)單碳源生長(zhǎng)試驗(yàn)、產(chǎn)H2S、 靛基質(zhì)試驗(yàn)、檸檬酸鹽試驗(yàn)、賴氨酸脫羧酶和鳥(niǎo)氨酸脫羧酶均為陽(yáng)性。肌醇和反消化為陰性.在42°C下，能生長(zhǎng)PH5. 7能生長(zhǎng)。16SrDNA測(cè)序結(jié)果與假單胞菌科(I^seudomonadaceae) 中的假單胞菌屬同源性達(dá)到99.7%，鑒定為假單胞桿菌(Pseudomonas sp.)。假單胞桿菌 841P-3對(duì)氨芐青霉素、氯霉素，鏈霉素具有較強(qiáng)的抗性，最適PH為為7. 2，最適培養(yǎng)溫度為 ^-30°C，最佳培養(yǎng)基成分蛋白胨2g，瓊脂1.5g，甘油lg，磷酸氫二鉀0. 15g，七水硫酸鎂 0. 15g，蒸餾水100mL，PH7. 2。將該菌株送交中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心保藏，保藏日期:2011年12月13日，保藏號(hào)=CGMCC No. 5583。實(shí)施例2拮抗機(jī)理研究挑取對(duì)峙培養(yǎng)中拮抗菌假單胞桿菌841P_3(CGMCC No. 558 周圍的菌絲和收集拮抗菌處理周圍的孢子鏡檢觀察菌絲生長(zhǎng)和孢子萌發(fā)情況。結(jié)果表明處于假單胞桿菌 841P-3 (CGMCCNo. 5583)周圍的大麗輪枝菌V107菌絲出現(xiàn)畸形，膨大，生長(zhǎng)不正常，孢子破裂，孢子萌發(fā)受到抑制(圖4，5)。實(shí)施例3誘導(dǎo)抗性驗(yàn)證3. 1提高棉花幼根抗性菌體懸浮液制備將假單胞桿菌841P-3 (CGMCC No. 5583)菌株接種在液體LB中， 37°C恒溫培養(yǎng)Mh，離心去上清，無(wú)菌水重懸，稀釋成0D_ = 0. 1的菌懸液。浸泡滅菌棉花種子30min后，28°C培養(yǎng)4 后，移到生長(zhǎng)2天的接有大麗輪枝菌V107的PDA平板上，共培養(yǎng)7天后觀察傷害程度。結(jié)果表明假單胞桿菌841P-3(CGMCC No. 5583)浸種后的幼根傷害程度顯著小于用水處理的幼根，如圖6。3. 2提高葉片抗性用菌懸液濃度為OD6tltl = 0. 2假單胞桿菌841P-3 (CGMCC No. 5583)灌根處理長(zhǎng)有 2片真葉的棉花植株4 后，取棉花真葉放在水瓊脂平板上接種病原菌大麗輪枝菌菌塊，
培養(yǎng)5天后觀察傷害程度和病斑大小。結(jié)果表明假單胞桿菌841P-3 (CGMCC No. 5583) 處理的真葉在接種大麗輪枝菌V107菌塊5天后，未出現(xiàn)傷害程度和病斑，而用水處理真葉出現(xiàn)大面積的傷害，如圖7。實(shí)施例4種子出苗率的觀察用濃度為OD6tltl = 0. 1的841P-3 (CGMCC No. 5583)菌懸液浸泡滅菌棉花種子30min 后，28°C培養(yǎng)4 后，然后播種于盛有滅菌營(yíng)養(yǎng)土的營(yíng)養(yǎng)盒中，每處理播種50粒種子，每處理設(shè)3次重復(fù)。15天后調(diào)查棉苗數(shù)量，結(jié)果表明假單胞桿菌841P-3 (CGMCC No. 5583)浸種后能提高棉花幼苗出苗率(表1，圖8)，比對(duì)照高出14%。表1. 841P-3對(duì)蘇棉9號(hào)出苗率的影響
供試菌株出苗數(shù)/總苗數(shù)出苗率/%
CK (清水)33/5066.0841Ρ-340/5080.0實(shí)施例5檢測(cè)假單胞菌對(duì)強(qiáng)致病性棉花黃萎病的防效菌體懸浮液制備。將假單胞桿菌841P-3 (CGMCC No. 5583)菌株接種在平板LB上， 30°C恒溫培養(yǎng)2d，離心去上清，無(wú)菌水重懸，稀釋成OD = 0. 1的菌懸液。棉花黃萎病菌擴(kuò)繁活化大麗輪枝菌V107菌株，7d后用打孔器(直徑8mm)取同菌齡的菌餅接種于查貝克培養(yǎng)基下150mg/kg搖培7d后接種于滅菌后的麥粒培養(yǎng)基中， 室溫培養(yǎng)14d。取有拮抗作用的菌液浸泡滅菌棉花種子30minJ8°C培養(yǎng)48h的棉種播種于滅菌的蛭石中，生長(zhǎng)10天后，移入盛放處理菌土(無(wú)菌土 麥粒培養(yǎng)基=1 6)的塑料杯內(nèi)，每缽2株幼苗，每處理10盆，重復(fù)三次。無(wú)菌蛭石為對(duì)照。苗期調(diào)查記錄各處理株高，鮮重， 黃萎病的發(fā)病率和病情指數(shù)，并計(jì)算生防菌對(duì)棉花黃萎病的相對(duì)防病效果。病情指數(shù)統(tǒng)計(jì)方法按5級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)(0級(jí)，無(wú)病植株；1級(jí)，25%葉片發(fā)病的植株；2級(jí)，25% 50%葉片發(fā)病的植株；3 級(jí)，50% 75%葉片發(fā)病的植株；4級(jí)，75%以上葉片發(fā)病的植株)病情指數(shù)=Σ (級(jí)值X株數(shù))4Χ總株數(shù)XlOO
防治效果(％ )=(對(duì)照病情指數(shù)-處理病情指數(shù))/對(duì)照病情指數(shù)X 100結(jié)果表明假單胞桿菌841P-3 (CGMCC No. 5583)對(duì)棉花黃萎病有好的防治效果(表 2，圖9)，防治效果為46.9%。與CK相比株高和鮮重分多了 0.284cm和0. 177g。表2.拮抗菌防治棉花黃萎病的溫室盆栽效果
權(quán)利要求
1.假單胞菌(Pseudomonassp.) 841P-3，保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏日期:2011年12月13日，保藏號(hào)=CGMCC No. 5583。
2.權(quán)利要求1所述的保藏號(hào)為CGMCCNo. 5583的假單胞菌841P-3在防治棉花黃萎病中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明屬于生物農(nóng)藥技術(shù)領(lǐng)域，涉及一株用于防治棉花黃萎病的假單胞菌及其應(yīng)用。假單胞菌(Pseudomonas sp.)841P-3，保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏日期2011年12月13日，保藏號(hào)CGMCC No.5583。所述的保藏號(hào)為CGMCC No.5583的假單胞菌841P-3在防治棉花黃萎病中的應(yīng)用。通過(guò)微生物發(fā)酵獲得大量假單胞菌841P-3菌株，且能產(chǎn)生誘導(dǎo)系統(tǒng)抗性，對(duì)人畜無(wú)毒，對(duì)農(nóng)作物物毒害，綠色環(huán)保，防治棉花枯黃萎病效果顯著，具有良好的生物農(nóng)藥開(kāi)發(fā)前景。
文檔編號(hào)C12R1/38GK102533603SQ201210006218
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者唐燦明, 李順鵬, 趙明文, 韓琴 申請(qǐng)人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)