植物青枯病(Bacterial wilt)是由青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的毁灭性土传病害,病原菌分布范围广,可侵染烟草、番茄和马铃薯等50余科的数百种作物。青枯病菌从植株根部或伤口侵染,侵入植物木质部维管束并快速通过维管系统进入植物地上部分,对茄科作物危害尤为严重。烟草是我国重要经济作物,近年来随着连作年限的增加,烟草青枯病流行和蔓延的速度加快,发病严重田块发病率达100%,已成为烟草生产上的主要病害之一。


烟草青枯病菌具有较高的遗传变异性和环境适应能力,菌系复杂,危害严重且难以防治,成为烟草生产的重要限制因素之一。目前,生产上对烟草青枯病的防治主要采取农业防治、生物防治和化学防治相结合的综合措施。由于不同的防治方法均存在局限性,且细菌性青枯病与其他真菌、卵菌病害常混合发生,因此对青枯病的防治尚无十分有效的措施。化学药剂以其高效、速效的特点在病害防治中发挥着重要作用,目前市场上用于烟草青枯病防治的药剂主要有有机氯、有机铜、有机硫、无机铜、无机硫及其复配药剂等。


冯永新等测定了7种杀菌剂对烟草青枯病菌的毒力,其EC50介于101.02~212.70 mg/L之间,按照毒力大小依次为三氯异氰尿酸、氯尿·硫酸铜、噻菌铜、溴菌·壬菌铜、甲霜·福美双、噻唑锌和中生菌素。黄小琴等研究表明,硫酸链霉素、氢氧化铜、春雷霉素和噻唑锌等7种杀菌剂对烟草青枯病的EC50在170.07~318.57 mg/L之间,且硫酸链霉素的毒力最大。


毕涛等从13种药剂中筛选出可有效抑制烟草青枯病菌生长的6种药剂,其中3%四霉素水剂的抑菌效果最好。林天然等检测了5种常用杀菌剂对烟草青枯病盆栽的防治效果,表明50%青枯灵和72%农用硫酸链霉素对青枯病的防效达88.6%和79.6%,而1.8%辛菌胺醋酸盐、80%乙蒜素和3%克菌康的防效分别为75.6%、56.7%和52.3%。郑旭川等研究提出,25%溴菌·壬菌铜微乳剂、20%噻菌铜悬浮剂对烟草青枯病的防效在50%左右。


尽管化学防治已成为防控青枯病的主要方法,但目前还没有特效药剂。因此,挖掘作用机制独特、防治效果优异的化学药剂对烟草青枯病的防治尤为重要。氧化磷酸化解偶联抑制剂是将呼吸链中电子传递和ATP生成解偶联的一类药剂,由于该类药剂无特异性靶标,因此其抑菌谱更为广泛,也不易产生抗药性。氟啶胺是氧化磷酸化解偶联抑制剂中的代表性药剂,属于吡啶胺类,对烟草黑胫病菌和根肿菌等大部分真菌及螨类均有良好的抑菌活性和防效。有研究表明,植物病原真菌对氟啶胺的抗药性发展缓慢,且氟啶胺与非氧化磷酸化解偶联作用机制的杀菌剂无交互抗药性,可以用来治理已有的抗药性风险。


单一药剂的长期、多频次不合理使用可造成病原菌的抗药性,如2016年农用链霉素因抗药性问题最终退出了农药市场。纳米抗菌材料较大的比表面积能够增加其与病原菌接触,提高抑菌活性,同时在化学渗透压和物理损伤细胞结构的协同作用下,使病原菌不易产生抗药性,因此在植物病害防控方面具有广阔应用前景。蒲丽等研究表明,纳米二氧化钛在阳光或汞灯下照射4 h后对烟草青枯菌的杀菌率达90%以上。


蔡璘研究发现,纳米氧化镁对烟草青枯病菌的抑制活性显著高于普通氧化镁,纳米氧化镁处理后烟草青枯病田间发病率可减少38.83%。金属元素抗菌剂铜纳米粒子在极低剂量下(0.22μg/mL)也能够抑制地毯草黄单胞杆菌的生长,从而高效控制石榴叶片枯萎病的发生。银纳米粒子与氟康唑联用对白色念珠菌具有高效抑菌作用。但目前氟啶胺尚未应用于细菌病害的防治。为筛选出高效防治烟草青枯病的药剂,测定了烟草青枯菌对杀菌剂氟啶胺、双苯菌胺、噻霉酮、链霉素和春雷霉素的敏感性,并将氟啶胺分别与纳米硫、纳米银和纳米铜进行二元复配,评价其协同增效作用,旨在为筛选防治烟草青枯病的新型高效药剂和实现农药减量增效奠定基础。


1材料与方法


1.1烟草青枯病菌的分离鉴定


采集江西省抚州市宜黄、黎川、乐安、广昌、资溪、南丰和崇仁发病烟田的青枯病发病烟株,将发病烟秆横切成5 cm的小段,并将溢出的白色菌脓划线挑入盛有1 mL无菌水的离心管中制成菌悬液。静置片刻后,用移菌环在牛肉膏蛋白胨(NA)选择性培养基平板上划线培养(NA培养基121℃灭菌20 min,在温度50~60℃时加入终浓度为50μg/mL放线菌酮、10μg/mL氯霉素和10μg/mL多黏菌素)。烟草青枯病菌分子鉴定PCR体系包括12.5μL DNA mix[生工生物工程(上海)股份有限公司],0.2 pmol/L特异性引物759/760(5′-GTCGCCGTCAACTCACTTTCC-3′,5′-GTCGCCGTCAGCAATGCGGAATCG-3′),25 ng DNA模板,最后加入ddH2O补充至25μL,阴性对照为ddH2O。PCR反应条件:95℃预变性5 min;94℃变性30 s,59℃退火30 s,72℃延伸90 s,35个循环;72℃延伸10 min。采用1.5%琼脂糖凝胶电泳检测,PCR产物由上海生工生物工程有限公司测序鉴定。


1.2供试药剂


98%氟啶胺购自上海弼众商贸有限公司,98%双苯菌胺购自沈阳化工研究院。99%噻霉酮购自天津阿尔塔科技有限公司。98%链霉素购自成都艾科达化学试剂有限公司。90%春雷霉素购自天津阿尔塔科技有限公司。以上药剂用二甲基亚砜配制成1×105μg/mL的母液,置于4℃条件下保存。纳米铜、纳米银和纳米硫药液浓度均为1×103μg/mL,均购自威晶纳米新材料公司。


1.3烟草青枯病菌生长曲线测定


将烟草青枯病菌接种至培养液中,于30℃、120 r/min避光条件下进行恒温振荡培养65 h,获得细菌悬浮液。加样板每孔加入营养肉汤250μL和预培养的烟草青枯病菌菌液50μL,每个菌株重复3次。将加样板置入Bioscreen C生长曲线测定仪(芬兰Oy Growth Curves Ab公司),温度设置为28~30℃、每隔30 min测定菌液在波长600 nm处的吸光值(OD600),并绘制烟草青枯病菌的生长曲线。


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