西瓜嫁接苗细菌性果斑病发生影响因素及其生物防治研究

摘要

细菌性果斑病(bacterial fruit blotch，BFB)是危害全世界西瓜和甜瓜产业的一种毁灭性病害。BFB的病原菌为西瓜嗜酸菌(Acidovorax citrulli，Ac)。迄今为止在瓜类作物中无完全免疫BFB的品种。西瓜嫁接苗由于具有对土传病害抗性高、抗逆境环境能力强等优点而逐渐在全世界范围内得到推广。随着我国西瓜嫁接育苗产业的蓬勃发展，大规模的嫁接育苗工厂迅速兴起，为许多地区带来了很高的经济效益。但由于嫁接育苗工厂的育苗环境具有温度高、湿度大、育苗密集、人员参与多等特点，使得近几年来在嫁接育苗的过程中出现BFB大规模爆发的情况，严重威胁到我国西瓜嫁接苗的生产安全。有鉴于此，我们研究了带菌砧木和带菌接穗对西瓜嫁接苗BFB发生的影响，同时对黑曲霉Y-1发酵液防治苗期BFB的效果进行了评估。此外，还研究了一株西瓜嗜酸菌噬菌体AcP1的生物学特性，获得的主要研究结果如下:
　　1.明确了育苗环境温湿度和种子带菌量与葫芦砧木幼苗BFB发生的关系。带菌葫芦砧木种子在育苗温度从20℃到32℃及环境空气相对湿度高于60％条件下均可导致葫芦砧木幼苗BFB的发生，随着育苗环境温度和湿度的升高，葫芦砧木幼苗BFB发病率及病情指数均呈现上升趋势。在育苗环境的温度和湿度相同时，种子带菌量越高，幼苗BFB发病率与病情指数越高，即使每粒葫芦砧木种子带菌量低至102cfu时仍然可以导致葫芦砧木幼苗发病。带菌葫芦种子在发育过程中，BFB病斑首先出现在幼苗子叶上，病菌定殖于子叶栅栏组织和维管束组织中，在适宜的环境条件下，随着幼苗的生长，病菌从植物子叶部分向下胚轴侵染，并定殖于幼苗下胚轴维管柬组织的韧皮部和木质部中，病情严重时可导致整株葫芦砧木幼苗死亡。
　　2.明确了带菌葫芦砧木和带菌西瓜接穗对西瓜嫁接苗BFB发生的影响。以Ac菌悬液浸种的方式模拟病原菌初侵染来源，以喷施Ac菌悬液接种的方式模拟病菌的再侵染来源。试验结果表明，在病菌初侵染途径中，不同种子带菌量的发病葫芦砧木幼苗嫁接后病情发展迅速。即使在每粒砧木种子带菌量为103cfu，幼苗子叶病斑面积小于5％的条件下，带菌砧木也会导致西瓜嫁接苗在嫁接后第6d死亡。不同种子带菌量的西瓜接穗幼苗，当其满足嫁接条件时，已出现BFB病斑的接穗会在嫁接后导致嫁接苗死亡，而未出现BFB病斑的接穗在嫁接后第6d出现BFB病症，且不同种子带菌量的接穗嫁接后嫁接苗BFB发病率有显著性差异(P＜0.05)。在病菌再侵染途径中。不同浓度菌悬液处理的砧木和接穗，其嫁接苗成活率、BFB发病率、病情指数均有显著性差异。即使砧木或接穗组织带菌量为102cfu/g，依然能导致嫁接苗BFB的发生，且嫁接点被侵染的嫁接苗数量显著多于仅子叶被侵染的嫁接苗的数量(P＜0.05)，同时虽然一些西瓜嫁接苗嫁接点处已经愈合，但其幼苗子叶已经出现了BFB病斑，能够成为潜在的田间BFB再侵染来源。
　　3.明确了黑曲霉Y-1发酵液处理带菌葫芦和西瓜种子后对苗期BFB的防治效果及其防病机理。黑曲霉Y-1发酵液的pH值随着摇培时间的延长而降低。通过高效液相色谱(HPLC)的有机酸分析证实黑曲霉Y-1发酵液中有机酸主要成分为草酸和柠檬酸，且草酸为最主要成分。平板拮抗试验结果表明第6d黑曲霉Y-1发酵液和草酸均可在King's B琼脂培养基(KBA)平板上形成直径15mm的抑菌圈，抑菌能力显著高于柠檬酸。将黑曲霉Y-1发酵液，草酸和柠檬酸调节为中性时抑菌效果消失，证明其抑菌能力主要由于酸性环境。用黑曲霉Y-1发酵液和草酸处理葫芦和西瓜种子均会抑制种子萌发，但用水冲洗可解除这种抑制效果，用黑曲霉Y-1发酵液分别处理带菌葫芦和西瓜种子30min，其幼苗BFB发病率与未处理的带菌种子幼苗BFB发病率相比均显著降低(P＜0.05)，防治效果同1％盐酸处理结果相当。试验结果表明黑曲霉Y-1发酵液具有防治BFB的生防潜力。
　　4.分离得到一株Ac噬菌体AcP1，明确了AcP1的基本生物学特性。AcP1为溶原噬菌体，适宜存活温度为低于35℃，适宜存活的环境pH值范围为4-13，对紫外耐受能力弱，对氯仿不敏感。通过电镜观察发现噬菌体形态为丝状。AcP1具有很强的寄主专一性，仅对Ⅱ型亚群的Ac菌株具有侵染能力。利用AcP1的寄主专化性强的特点，可以区分Ⅰ型和Ⅱ型Ac菌株，并有用于快速检测Ⅱ型Ac菌株的潜力。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1 细菌性果斑病研究现状

1．1 细菌性果斑病的发生与分布

1．2 细菌性果斑病病原菌分类地位

1．3 细菌性果斑病病原菌生物学特性

1．4 细菌性果斑病寄主范围及致病力分化

1．5 细菌性果斑病发病症状

1．6 细菌性果斑病侵染循环

1．7 细菌性果斑病检疫检测

1．8 细菌性果斑病的防治

2 西瓜嫁接育苗技术及工厂集约化生产

2．1 西瓜嫁接育苗技术发展现状

2．2 西瓜嫁接的优势

2．3 嫁接技术的发展趋势及存在的问题

2．4 西瓜嫁接苗工厂集约化生产概述

2．5 工厂集约化育苗优势

2．6 工厂集约化生产发展前景及问题

2．7 嫁接苗工厂集约化生产中病害发生及细菌性果斑病防控现状

3 微生物生物防治技术

3．1 生物防治技术概述

3．2 生物防治机制

3．3 黑曲霉生物防治潜力

4 噬菌体研究进展

4．1 噬菌体概述

4．2 噬菌体对细菌鉴定及检测

4．3 植物病原菌噬菌体研究进展

5 研究的目的和意义

第二章 带菌葫芦砧木种子与苗期BFB发生关系的研究

1 材料与方法

1．1 试验材料和试剂

1．2 试验方法

2 结果与分析

2．1 不同育苗温度环境下葫芦砧木BFB发病情况

2．2 不同育苗空气湿度下葫芦砧木BFB发病情况

2．3 葫芦砧木种子不同A．citrulli带菌量对苗期BFB发生的影响

2．4 A．citrulli在葫芦砧木苗期的侵染过程

2．5 A．citrulli在葫芦砧木苗期的定殖情况

3 结论与讨论

第三章 带菌砧木及接穗幼苗与西瓜嫁接苗BFB发生的关系

1．1 试验材料和仪器

1．2 试验方法

2 结果与分析

2．1 种子A．citrulli带菌量与萌发率的关系

2．2 种传A．citrulli葫芦砧木与西瓜嫁接苗BFB发生的关系

2．3 种传A．citrulli西瓜接穗与西瓜嫁接苗BFB发生的关系

2．4 A．citrulli菌悬液喷施接种后砧木和接穗不同部位带菌量

2．5 不同浓度A．citrulli菌悬液喷施砧木和接穗后西瓜嫁接苗存活率

2．6 不同浓度A．citrulli菌悬液喷施砧木和接穗后西瓜嫁接苗发病率

2．7 A．citrulli定殖于嫁接苗接穗子叶部位

2．8 不同浓度A．citrulli菌悬液喷施砧木和接穗后嫁接苗病情指数

3 结论与讨论

第四章 黑曲霉Y-1发酵液防治BFB效果及机制

1 材料与方法

1．1 试验材料和试剂

1．2 试验方法

2 结果与分析

2．2 黑曲霉Y-1发酵液对A．citrulli的抑菌能力

2．3 黑曲霉Y-1发酵液产生的有机酸性质及含量

2．4 黑曲霉Y-1发酵液对A．citrulli抑菌机制

2．5 黑曲霉Y-1发酵液及草酸对西瓜种子和葫芦种子萌发率的影响

2．6 黑曲霉Y-1发酵液处理带菌葫芦种子不同时间后幼苗发病情况

2．7 黑曲霉Y-1发酵液不同浓度处理带菌葫芦种子后幼苗发病情况

2．8 黑曲霉Y-1发酵液防治西瓜苗期BFB的效果

2．9 黑曲霉Y-1发酵液处理带菌葫芦及西瓜种子后种子带菌量

3 结论与讨论

第五章 西瓜嗜酸菌噬菌体的分离鉴定及生物学研究

1 材料与方法

1．1 试验材料和试剂

1．2 试验方法

2 结果与分析

2．1 噬菌体AcP1噬菌斑特征及电镜形态

2．3 噬菌体AcP1的一步生长曲线

2．5 噬菌体AcP1对不同环境pH耐受能力

2．6 噬菌体AcP1对紫外线耐受性

2．7 噬菌体AcP1对氯仿的敏感性

2．8 噬菌体AcP1对不同细菌裂解能力

2．9 噬菌体AcP1对BFB生防潜力评估

3 结论与讨论

第六章 全文总结、创新点与展望

1 全文总结

2 创新点

3 展望

参考文献

附录

致谢