细菌性叶枯病特效杀菌剂，能否生物防治细菌性枯萎病的毒株

文|孤寒江雪

编辑|孤寒江雪

近年来，研究发现一些无毒的病原菌毒株可能具有生物防治潜力，可用于抑制致病菌的生长，从而减轻病害的发生，本文研究的目的是评估无毒的青枯病菌在抑制细菌性枯萎病毒株方面的效果，我们希望通过一系列的实验和分析，确定无毒菌株是否具有生物防治细菌性枯萎病的潜力，为开发新型的病害防治策略提供科学依据。

研究表明，在体外培养条件下，比较无毒的青枯病菌和细菌性枯萎病的毒株的生长情况可以发现，无毒菌株在一定程度上抑制了毒株的生长，暗示其可能具有生物防治潜力。

茄科罗尔斯顿菌的毒力和无毒性菌株展示出了不同的菌落形态和生化特征，毒力菌株的菌落呈现不规则、流动且白色，中心为粉红色，而无毒菌株在相同培养基上的菌落则呈深红色，较为扁平且不流动，通过在特定培养基上保存毒力菌株三周后，获得了无毒型菌株的培养。

形态和生化特征分析显示，这些细菌分离株为革兰氏阴性棒状细菌，在King'sB培养基上不产生荧光色素，能够产生H2气体，并且对硝酸盐具有还原性，它们对过氧化氢酶和氧化酶试验也呈现出阳性反应。

在淀粉水解和明胶液化方面，所有分离株均未显示出阳性结果，但对吲哚形成则有轻微反应，酸产生测试显示，这些分离株从葡萄糖、纤维二糖、果糖、乳糖和麦芽糖中产生酸，但从D-阿拉伯糖、甘露醇、水杨素和山梨糖醇中则没有观察到酸的产生，这些细菌分离株可以被归类为R.solanacearum。

为了进行分子鉴定，对致病细菌分离株进行了16SrRNA基因的PCR扩增，并通过电泳检测PCR产物来评估其序列，通过与GenBank上的R.solanacearum进行比对，发现分离株ZWtag与该菌表现出高度相似性，从而确认了菌株的身份。

进一步研究了毒力和无毒性菌株培养上清液中的裂解活性，各种酶的活性明显，包括木聚糖酶、FPase、淀粉酶、PGase和蛋白酶，它们的活性分别为15.061、11.397、3.650、15.921和2.1U，毒力菌株通常在大多数测试酶中表现出更高的裂解活性，但蛋白酶是唯一的例外。

为了评估两种茄属菌株在番茄幼苗上产生贴边症状的毒力，我们进行了致病性试验，以番茄幼苗为植物模型，结果显示，在所有处理中，包括对照组相反，番茄幼苗都出现了枯萎症状，不同处理之间的疾病发病率有所不同，全培养物处理导致最高的致病率，为4.8，而仅煮沸的上清液处理的病率最低，.另一方面，所有无毒处理都未引起番茄幼苗中的任何疾病症状。

在进行温室研究之前，我们进行了毒力和无毒菌株的双重培养试验，结果显示无毒分离株对茄科罗拉纳西鲁姆毒力分离株的拮抗行为为阴性，即茄科无毒菌株周围没有明确区域。

我们还对各种处理下的马铃薯植株的生理性能进行了测定，结果表明，在所有处理中，植物叶片的总酚、多酚氧化酶和过氧化物酶均显著增加，其中一些增长是显著的，而另一些则不显著。

全培养物处理后总酚的最高值为56.5mg/g鲜重，其他处理，如煮沸的上清液处理、无毒和有毒菌株的上清液处理，也显示出较高的总酚、PPO和POD的值，但差异不显著。

关于防御相关酶，无毒和有毒菌株的上清液处理导致了PPO的最显著增加，相反，无毒菌株的上清液处理导致多酚氧化酶的显著活性最低，而其他处理的差异不显著，SBAV处理显示了POD的最显著活性，为30.67U，总体来说，煮沸整个培养物和毒力和无毒菌株的上清液处理在总酚、PPO和POD方面表现出更高的值，但差异不显著。

为了进一步阐明测试的处理，在种植70天后测量了马铃薯植株的生长性能和枯萎发育，AV处理显著提高了株高，与对照相比增加了65.31%，而其他无毒处理的植株高度增加不显著，分别为4.52%、2.58%、5.16%和7.10%。

另一方面，SV、BV、SBV和DCV导致植株高度显著降低，与仅土壤侵染相比，分别降低了19.35%、10.97%、14.19%和7.10%，分支数的处理之间没有显着差异。

作为当前工作的主要目的，该疾病被评为评估不同的治疗方法以及大多数无毒处理相比，毒力枯萎菌株的所有应用在减少枯萎病方面均无显著效果。

AV、SBAV、DCAV、SBV和DCV处理的LAI显著值最高，分别为0.474、0.466、0.470、0.484和0.468，其次是BAV，与感染对照相比，所有无毒菌株处理以及SBV和DCV处理的植物干重也显着增加。

对于马铃薯产量和贮藏后块茎侵染，除了DCV处理的每株2.8块块茎之外，所有处理之间的单株块茎数没有显著差异，在块茎产量方面，AV处理使马铃薯块茎重量显著增加，相较于对照处理增加了83.4%。

这种处理优于其他处理，BAV、SBAV和DCA处理导致马铃薯块茎重量的显著增加，分别降低了11.51%、11.03%和12.71%，相反，所有毒力菌株处理均导致块茎重量显著减少，其中SV，BV，SBV和DCV分别比对照处理低38.61%，26.33%，34.53%和31.18%。

在对马铃薯块茎进行6周储存后，我们观察了各种处理对潜伏感染发展的影响，与对照相比，贮存块茎潜伏感染率显著降低，分别降低了54%、62%、73.6%、70.33%和74.33%，而在毒力处理中记录了不显著的值，分别下降了42%、34%、22.4%、25.67%和21.67%，这些结果表明，AV处理对马铃薯块茎潜伏感染的影响最显著，而毒力处理没有显著的效果。

在研究中，对毒力菌株和无毒菌株的无细胞培养上清液进行了化合物分析，毒力菌株的上清液中鉴定出了19种化合物，其中主要成分包括棕榈酸、乙酸和4H-吡喃-4-酮，2，3-二氢-3，5-二羟基-6-******。

在毒力菌株中还检测到其他化合物，如2-环戊烯-1-酮、2-羟基-、2-******、1-羟基-和2-羟基-γ-丁内酯，相比之下，茄芥无毒菌株的上清液中只检测到11种化合物，其中主要成分包括1，3-二氧戊环、2，4，5-三******-、2-呋喃酮、5-******-、1，2，3-丙三醇、1-乙酸酯和2-******-丁醛。

在茄苣苔毒力菌株的煮沸上清液中，鉴定了20种不同的化合物，主要包括2-羟基γ-丁内酯、4H-吡喃-4-酮，2，3-二氢-3，5-二羟基-6-******和1，2，3-丙三醇1-乙酸酯，而无毒菌株的煮沸上清液中的主要成分为2，3-丁二醇和4H-吡喃-4-酮，2，3-二氢-3，5-二羟基-6-******。

毒力菌株和无毒菌株都表现出裂解活性，但毒力菌株的裂解活性较高，我们发现植物病原微生物的裂解活性与其致病性有关，在疾病的进展中起着基本作用，并且可以进一步用作区分这两者的工具。

植物组织的主要成分包括纤维素、淀粉、果胶和蛋白质，这些结构限制了植物病原体的入侵，裂解酶在发病过程中起着至关重要的作用，因为它们是细胞壁降解酶，参与致病过程，促进微生物渗透到植物组织中，毒力和无毒菌株之间的酶谱差异可能是由于遗传变异和生态条件造成的。

纤维素酶将纤维素降解为葡萄糖单体，果胶酶分解果胶为半乳糖醛酸单体，并且淀粉酶将淀粉分解为葡萄糖单位，蛋白酶水解植物的含氮部分成为肽和氨基酸，这些裂解酶的协同作用导致植物组织被浸渍，从而促进病原体的感染，对于致病性可能是必需的，裂解酶对植物感染构成了额外的威胁，当前病原体具有裂解酶的互补特征，能够引起严重的感染。

有些研究调查了使用真菌植物病原体的无毒菌株来控制相应的疾病，例如使用无毒胶体诱导草莓全身耐药，同样，研究表明，非致病性镰刀菌可用于许多由致病菌株引起的疾病的生物防治。

这种生物防治的作用方式可能是抗菌、促进植物生长和/或诱导全身耐药性，无毒的尖孢镰刀菌f.sp.lycopersici可通过识别特定抗性蛋白来降低对毒力菌株的易感性，目前的研究还报告了细菌病原体首次用作植物全身抗性的诱导剂。

研究结果表明，与对照组相比，受到无毒菌株处理的植物表现出较低的病害发病率和严重程度，证明无毒菌株能够在一定程度上抑制细菌性枯萎病的发生，并通过分析无毒菌株和细菌性枯萎病毒株在培养基中产生的代谢产物，发现无毒菌株产生了一些可能具有抗菌活性的代谢产物，这可能是其抑制毒株生长的机制之一。

梅维斯拉，《分子植物病理学中的十大植物致病菌》

萨瑟尔，《植物致病菌茄科植物根部入侵的见解》

吉楚，《微生物促进可持续发展》