植物線蟲性真菌淡紫擬青霉的生物學(xué)特性

植物線蟲性真菌淡紫擬青霉的生物學(xué)特性

淺紫色對(duì)比植物是土壤中植物線蟲的一種選擇性寄生蟲。國(guó)際馬鈴薯中心Jatala首先發(fā)現(xiàn)該菌對(duì)南方根結(jié)線蟲(Meloidogyneincognita)卵寄生率高達(dá)60%～70%。近年來(lái)研究表明:淡紫擬青霉可侵染多種植物線蟲的卵,同時(shí)具有對(duì)人畜安全無(wú)毒、不污染環(huán)境等有利于生態(tài)平衡的特點(diǎn)。1淺紫色與綠色的生態(tài)特征1.1分生孢子腐爛淡紫擬青霉屬于半知菌綱,叢梗孢目,叢梗孢科,擬青霉屬,其形態(tài)學(xué)特征如下:菌種斜面培養(yǎng)后呈粉狀,平坦,表面沒(méi)有分泌物平板培養(yǎng)菌落較大圓形隆起較致密菌落表面無(wú)分泌物。在28℃條件下,一般第三天長(zhǎng)出白色菌落,第四天漸成較深的顏色,培養(yǎng)基上長(zhǎng)出的菌落大小主要受孢子數(shù)量的影響,孢子少則菌落就大,且菌絲體遇水后生長(zhǎng)較快。在研究中發(fā)現(xiàn):菌落顏色與產(chǎn)孢量有關(guān),菌落顏色越深,產(chǎn)孢量越多。通過(guò)孢子接種轉(zhuǎn)代的,產(chǎn)孢量較多,通過(guò)菌絲接種轉(zhuǎn)代的,產(chǎn)孢量就少,甚至沒(méi)有,但原因不明。淡紫擬青霉的分生孢子梗末端膨大。分生孢子為單細(xì)胞,呈鏈狀、平滑、無(wú)色至黃色,2～4μm寬,孢梗上具有瓶頸狀不規(guī)則的分枝或輪生分枝,瓶?；枯^寬。輪生分枝由圓柱形的部分組成,有時(shí)分枝向遠(yuǎn)離主軸方向彎曲。1.2培養(yǎng)基的設(shè)置淡紫擬青霉不僅可在培養(yǎng)基上生長(zhǎng),也在農(nóng)副產(chǎn)品、食品廢棄物、啤酒廠廢渣、植物浸提液等多種天然有機(jī)基質(zhì)上繁衍。王祖明研究淡紫擬青霉在土壤浸出液瓊脂培養(yǎng)基、豬糞浸出液培養(yǎng)基、玉米瓊脂培養(yǎng)基、馬鈴薯蛋白胨等培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)情況,認(rèn)為馬鈴薯、蛋白胨、蔗糖、硝酸鈣、磷酸氫二鈉組成的培養(yǎng)基和豬糞浸出液瓊脂培養(yǎng)基有利于該菌的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。潘滄桑用麥芽糟、廢啤酒酵母等作為培養(yǎng)基培養(yǎng)淡紫擬青霉,肉眼可見(jiàn)菌絲在麥芽粒之間生長(zhǎng)茂盛,孢子含量為3.4×106CFU/g樣品。同時(shí),該菌在糖廠廢料中的糖蜜及甘蔗渣組成的培養(yǎng)基及米糠、豆渣上也能快速生長(zhǎng)。剩飯、西瓜皮、菠蘿皮和香蕉皮等果皮培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的菌落有所不同。剩飯培養(yǎng)基上的孢子大小、平均日生長(zhǎng)量和菌落大小明顯比PDA上培養(yǎng)的好;西瓜皮上的平均日生長(zhǎng)量和菌落明顯比PDA上培養(yǎng)的大,只是孢子質(zhì)量不如PDA上培養(yǎng)的好;而香蕉皮和菠蘿皮上培養(yǎng)的則明顯比PDA上培養(yǎng)的差。菠蘿皮上培養(yǎng)的平均日生長(zhǎng)量?jī)?yōu)于香蕉皮的,但香蕉皮上培養(yǎng)的孢子稍大一些。2各作物線蟲的防治淡紫擬青霉對(duì)南方根結(jié)線蟲(Meloidogyneincognita)、孢囊線蟲(Heteridera)、白色球胞囊線蟲(Globoderpallida)、穿刺線蟲(Tylenchulus)、金色線蟲、異皮線蟲和珍珠線蟲(Nacobbus)有很強(qiáng)的寄生能力。淡紫擬青霉可用于小麥、玉米、大豆、棉花、高粱、甘蔗、馬鈴薯、甜菜、甘薯、煙草、花生、黃麻、香蕉、菠蘿、葡萄、草莓、楊梅、西瓜、甜瓜、柑橘、番石榴、火龍果、羅漢果、獼猴桃、黃瓜、南瓜、番茄、辣椒、茄子、紅蘿卜、菊花、茶苗等多種作物線蟲的防治。淡紫擬青霉對(duì)云南煙草根結(jié)線蟲、南方根結(jié)線蟲分散卵的相對(duì)抑制率達(dá)57.8%,對(duì)線蟲卵囊孵化的相對(duì)抑制率達(dá)60.38%。Davide等人將菌劑施入土壤防治馬鈴薯金線蟲,施用后馬鈴薯增產(chǎn)20.3%～36.5%。陳淑鴻采用雙溫測(cè)定法,測(cè)得淡紫擬青霉對(duì)爪哇根結(jié)線蟲卵囊和分散卵粒的相對(duì)孵化抑制率分別為57.40%和23.75%,并提出對(duì)分散卵粒孵化抑制率低的原因可能是淡紫擬青霉寄生在分散卵粒中缺乏卵囊中的基質(zhì)而較難或較慢長(zhǎng)出菌絲進(jìn)行侵染而致淡紫擬青霉同時(shí)還是一種重要的害蟲生防真菌,可寄生蟬、荔枝蝽、家蠶、蔗根、蘿卜蚜、菜蚜和溫室粉虱等。淡紫擬青霉對(duì)部分病原菌如玉米小斑病、小麥赤霉病、小麥葉斑病、黃瓜炭疽病、棉花枯萎病、棉花卷葉病毒病、水稻惡苗病、水稻紋枯病、番茄根腐病有拮抗效能,同時(shí)還能顯著降低納豆根癌病的發(fā)病率。3青霉對(duì)根結(jié)線蟲的影響一般認(rèn)為淡紫擬青霉防治線蟲的機(jī)制是與線蟲的孢囊或卵接觸后,在菌絲機(jī)械壓力及其分泌水解酶的作用下使卵殼表皮破裂,隨后穿入并寄生在早期胚胎發(fā)育的卵中,最終致使整個(gè)胚胎被菌絲體取代、卵的內(nèi)容物被破壞而致死。淡紫擬青霉侵染卵過(guò)程中有幾丁質(zhì)酶、細(xì)胞壁裂解酶、葡聚糖酶和絲蛋白酶的參與,其中絲蛋白酶能殺死一部分卵。幾丁質(zhì)酶不僅能降解線蟲的幾丁質(zhì)層,而且能直接促進(jìn)根結(jié)線蟲卵的孵化,同時(shí)該酶對(duì)根結(jié)線蟲幼蟲有一定的致死作用。許多動(dòng)物、植物和微生物都可以產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶,因此,在土壤中施入適量幾丁質(zhì)能刺激微生物種群大量分泌幾丁質(zhì)酶,對(duì)防治作物線蟲會(huì)起到一定的作用。在土壤中施放幾丁質(zhì)后,土壤中的放線菌、細(xì)菌數(shù)量增多。室內(nèi)瓊脂平板和室外盆栽番茄試驗(yàn)表明:淡紫擬青霉與幾丁質(zhì)混用防效顯著,防效達(dá)到94%。同時(shí),幾丁質(zhì)離解后產(chǎn)生的幾丁質(zhì)寡糖和脫乙酰幾丁質(zhì)寡糖能誘導(dǎo)多種植物積累抗毒素,幾丁質(zhì)單糖N-乙酰氨基葡萄糖脫乙酰的產(chǎn)物乙酸會(huì)抑制線蟲幼蟲的運(yùn)動(dòng)。4對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)的影響淡紫擬青霉除對(duì)多種植物線蟲卵具有較顯著的寄生能力外,同時(shí)其代謝產(chǎn)物對(duì)作物也具有一定的生理活性。林茂松等初步分析了淡紫擬青霉培養(yǎng)濾液對(duì)番茄生長(zhǎng)的調(diào)控作用及大豆、小麥、水稻種子對(duì)它的敏感程度。以10.5萬(wàn)孢子/mL濃度的培養(yǎng)液處理番茄幼苗30d,能明顯促進(jìn)番茄生長(zhǎng)。在各處理中,高濃度濾液均相對(duì)表現(xiàn)出抑制萌發(fā)和生長(zhǎng)作用。3種作物種子經(jīng)淡紫擬青霉培養(yǎng)液處理后以大豆與其對(duì)照根重比值小麥和水稻與其對(duì)照芽鞘長(zhǎng)度比值,結(jié)果顯示,最顯著促進(jìn)其種子萌發(fā)和生長(zhǎng)的稀釋倍數(shù)大豆為120倍、水稻為20倍、小麥為10倍。由此推測(cè),大豆種子對(duì)淡紫擬青霉培養(yǎng)液最敏感。Bakalivanov報(bào)道淡紫擬青霉培養(yǎng)濾液能刺激大麥幼苗的生長(zhǎng)。劉杏忠等采用小麥芽鞘切段伸長(zhǎng)法和黃瓜子葉擴(kuò)張法,測(cè)得淡紫擬青霉發(fā)酵液中有類似生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的作用。VoinovaRaikova等發(fā)現(xiàn)淡紫擬青霉能產(chǎn)生吲哚-3-乙酸(IAA)。5藍(lán)紫色模仿綠霉菌與環(huán)境的兼容5.1局部皮膚致敏試驗(yàn)淡紫擬青霉制劑對(duì)哺乳動(dòng)物、鳥類、魚類和家蠶低毒。雌雄大鼠經(jīng)口LD50>10000mg/kg;雌雄大鼠涂皮處理LD50>2000mg/kg;對(duì)兔眼無(wú)刺激性;在0.2g/只的劑量下,豚鼠局部皮膚致敏接觸和激發(fā)接觸均無(wú)任何異常改變;以500mg/kg的劑量處理小鼠,未發(fā)現(xiàn)臟器的病變,無(wú)急性致病性;蜜蜂LD50(48h)>100.0μg.a.i/只,24h、48h觀察無(wú)異常癥狀;5000.0mg/kg·bw的劑量經(jīng)口投予鵪鶉,一周后觀察雌雄鵪鶉均未出現(xiàn)中毒癥狀;斑馬魚LC50(96h)>100.00mg/L,在96h試驗(yàn)期間,試驗(yàn)魚接觸藥液后,游動(dòng)減緩;24h、48h和96h家蠶的半數(shù)致死濃度LC50>5000mg/kg。5.2淡紫擬青霉對(duì)大豆種植根際其他微生物的生長(zhǎng)和分離一般而言,外源微生物被添加到土壤中往往受到土壤中土著微生物的抑制作用及菌株本身與植物根部親和能力的影響,同時(shí)根際微生物的存在會(huì)影響或改變根分泌物的濃度和組份,進(jìn)而影響植物線蟲的發(fā)育,影響線蟲與植物根的親和力。研究表明:淡紫擬青霉對(duì)土壤中其他真菌、細(xì)菌、放線菌在短期內(nèi)均有一定的抑制作用,但最終能與土壤微生物達(dá)成新的動(dòng)態(tài)平衡。Cabanilas研究表明:淡紫擬青霉在離體番茄根的細(xì)胞表皮及皮層細(xì)胞內(nèi)部都可以生長(zhǎng)。孫漫紅認(rèn)為在溫室栽培條件下,淡紫擬青霉與大豆根部具有一定的親和能力,可以在外根際、根表、以至根內(nèi)定殖,并可長(zhǎng)期存活和繁殖。淡紫擬青霉處理的大豆種植周后根際其他各種微生物數(shù)量有所降低,真菌、細(xì)菌、放線菌分別減少16%、27%和27%,4周時(shí)均達(dá)到平衡,與對(duì)照一致。祝明亮研究表明:施入淡紫擬青霉制劑2周和4周時(shí)均可在烤煙的外根際、根表分離到該菌,6周時(shí)外根際、根表、根內(nèi)分離數(shù)達(dá)到最大,這表明其在烤煙根部也具有一定的親和能力。施入菌劑2周時(shí)烤煙根際細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量較對(duì)照減少,4周時(shí)較對(duì)照增多,6周和8周時(shí)與對(duì)照接近。淡紫