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深褐色孢囊杆菌及其在棉花土传病害生物防治中的应用制造技术

技术编号:40871686 阅读:3 留言:0更新日期:2024-04-08 16:39
本发明专利技术公开了深褐色孢囊杆菌及其在棉花土传病害生物防治中的应用,涉及微生物技术领域。为深褐色孢囊杆菌HM‑E,保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏时间为2023年8月25日,保藏号为CGMCC No.28249,分类命名为深褐色孢囊杆菌Cystobacter fuscus。本发明专利技术采用上述的深褐色孢囊杆菌及其在棉花土传病害生物防治中的应用,对棉花黄萎病菌、棉花枯萎病菌、棉花立枯病菌和棉花红腐病菌均具有广谱高效的捕食活性,同时具有多重抗菌机制,能够稳定定植在根系表面,从而起到稳定的生防作用,在棉花土传病害生物防治方面具有巨大的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微生物,尤其是涉及深褐色孢囊杆菌及其在棉花土传病害生物防治中的应用


技术介绍

1、棉花是我国第一大经济作物,是纺织工业重要原料。在我国,棉花不仅是不可或缺的经济作物,还是重要的战略物资。然而长期以来棉花黄萎病、枯萎病、立枯病等土传病害严重影响了棉花的产量和纤维品质,成为我国棉花优质高产的主要障碍。

2、棉花黄萎病主要是由大丽轮枝菌(verticillium dahliae kleb.)引起的土传维管束病害,严重影响着我国棉花的产量和纤维品质,是制约棉花优质高产的关键因素之一。大丽轮枝菌的菌丝体通过在维管束组织中定植,破坏植物的水分传输,导致植株矮小、生长发育不良,叶片萎蔫、失绿发黄直至枯死,维管束衰老和变褐等一系列症状。该病原菌具有较强的环境耐受性,可以在无寄主条件下存活数十年。近年来,由于棉花品种跨区转移、病区棉秸秆还田、长期连作以及农业管理等方式的影响,我国棉区棉花黄萎病发生日趋严重。

3、棉花枯萎病是对棉花最具破坏的土传维管束病害之一,其致病菌株为尖孢镰刀菌萎蔫转化型(fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum)。该病原菌主要对棉花维管束等部位进行侵染,导致植株体内运输水分和营养的导管受到阻塞,从而降低了棉花植株的新陈代谢。同时该病原菌能够分泌具有专化性的毒素镰刀菌酸,该毒素具有耐高温,耐贮藏,耐稀释和快速制萎的能力,可严重破坏植株碳、氮的循环,降低叶绿素的合成,从而影响植株的光合效率。该病原菌于1934在美国引入棉种时传入中国,目前已传播至我国各产棉区,成为棉花主要病害之一,已严重影响我国部分棉区棉花的产量。

4、棉花立枯病又称为黑根病、烂根病,是严重危害棉花产量和质量的世界性病害之一,也是历史性的棉花病害,致病菌株为立枯丝核菌(rhizoctonia solani),其菌丝生长迅速,不产生孢子,但能够形成菌核,其菌丝和菌核可在土壤或病残体上越冬,来年直接或间接的侵入棉苗,在土壤中形成的菌核一般可存活数月至几年。近年来,全国各地不同的棉区立枯病的发病率从5%~40%不等,在发病率高的棉区,发病率可达到50%,造成棉苗的大片死亡,发病严重时,造成缺苗断垄、甚至毁种。

5、棉花红腐病是一种危害较大的苗期病害,也叫烂根病,其致病菌株为多种镰刀菌,在我国棉花红腐病病原菌以串珠镰刀菌(fusarium.moniliforme)为主,后改名为拟轮枝镰孢霉(fusarium verticilliodesin),当拟轮枝镰孢霉入侵寄主植株后,会产生抑制植物生长的毒素,导致的寄主植株的组织细胞受损,在入侵棉花后,前期会造成棉花烂芽、栏种、棉苗根部的腐烂,后期危害棉铃,严重影响棉花的产量和纤维品质。

6、目前,轮作倒茬、抗病品种选育以及化学防治等是防治棉花土传病害的主要措施,但由于抗病育种选育周期长且缺乏天然抗性资源而受到限制,化学农药在防治棉花土传病害中发挥着重要的作用,然而过度依赖和滥用化学农药产生了有害生物抗药性、农药残留超标、环境污染等一系列问题。因此,尚未找到理想的防治措施,近年来,生物防治以绿色环保,不易产生抗性、发展潜力大等优势被人们关注并且应用于实践中,成为防治棉花枯、黄萎病,立枯病和红腐病的重要途径。

7、利用生物制剂防控棉花土传病害由来已久,然而目前常用的微生物制剂存在诸多不足,主要体现在以下几个方面:(1)棉花土传病原菌种类多样,在棉花的生长过程中常常几种病害混发,例如在棉花苗期,立枯病和红腐病混合发生,造成黑根死苗,僵苗迟发和缺苗断垄;棉花成株期黄萎病和枯萎病混合发生,造成植株死亡或产量、品质大幅度下降。然而目前研发的一些微生物菌剂其核心菌株只能抑制特定的土传病原菌,兼防效果较差,不能满足生产的需要;(2)目前在棉花土传病害生物防治中所使用的菌株主要包括芽孢杆菌、假单胞菌、木霉和简青霉等,这些菌株的生防机制主要包括分泌抗菌次级代谢物、抗菌蛋白,重寄生或者资源竞争等。然而,由于田间环境复杂,环境条件对其定植和次级代谢产物的活性影响较大,在农业生产中实际使用时,往往出现防效不稳定、后期防效差等问题,导致生物菌剂的实际应用受到一定程度的限制。因此,发展更广谱、高效的棉花土传病害防控方法是一个重要的研究方向。

8、黏细菌(myxobacteria)是一类通才型的微生物捕食者,能够在固体表面滑行运动,通过直接攻击、狼群围捕或孤立捕食多样化的策略猎杀细胞。黏细菌捕食谱相当广泛,其对被捕食菌的偏爱性一般体现在很大的分类单位如门和纲的层次,有可能解决某些病原菌菌系差异大等防治难题。同时黏细菌能够产生丰富的具有抗菌活性的酶类和次生代谢产物。此外黏细菌在营养匮乏或者面对逆境时会形成子实体,菌体分化成抗逆性强的黏孢子,抵抗干燥、寒冷、炎热和营养缺乏等外部不良环境,使黏细菌可以在很多极端环境中长期生存,具备良好的稳定性和竞争力。近年来的研究还发现,黏细菌具有土壤微生物群落生态调控功能。黏细菌的这些特性使其在被视为一类新型生防微生物资源,具有重要的生防潜力。

9、然而由于黏细菌分离纯化困难,目前利用黏细菌的捕食特性实现在农业生产过程中对包括植物病原真菌和细菌等在内的有害微生物的防治方面的研究非常有限。目前作为专利保护的主要包括广东省微生物所申请的myxococcus sp.e-3-1、polyangium sp.8#-3和cystobacter sp.xj9-1在制备捕食和抑制植物病原细菌的药物中的应用(201611095485.2),粘细菌m34在抑制植物病原菌中的应用(202010469601.2),玻囊菌hyalangium sp.h56d21在植物病害生物防治中的应用;南京农业大学申请的珊瑚球菌corallococcus sp.egb、叶柄粘球菌myxococcus sp.bs和原囊菌archangium sp.ac19在植物病害防控方面的应用等(201310028459.8,201711363218.3,202210755118.x)。然而黏细菌往往具有菌株特异性,不同种属菌株之间的抗菌效果存在较大的差异,即同种不同株型的黏细菌产生的裂解酶、活性次级代谢产物差异较大,即使针对同一种病原菌同种不同株型的黏细菌其抗菌活性及作用机制也存在明显差异。因此基于现有生防菌的专利保护现状,尤其黏细菌作为一类具有应用潜力的生防微生物,筛选出对多种棉花土传病害具有兼防作用的优良菌株一直是本领域技术人员不断追求的目标。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供深褐色孢囊杆菌及其在棉花土传病害生物防治中的应用,对棉花黄萎病菌、棉花枯萎病菌、棉花立枯病菌和棉花红腐病菌均具有广谱高效的捕食活性,同时具有多重抗菌机制,能够稳定定植在根系表面,从而起到稳定的生防作用,在棉花土传病害生物防治方面具有巨大的应用潜力。

2、为实现上述目的,本专利技术提供了深褐色孢囊杆菌,为深褐色孢囊杆菌hm-e,保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏时间为2023年8月本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.深褐色孢囊杆菌,其特征在于:为深褐色孢囊杆菌HM-E,保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏时间为2023年5月15日,保藏号为CGMCC No.28249,分类命名为深褐色孢囊杆菌Cystobacterfuscus。

2.根据权利要求1所述的深褐色孢囊杆菌,其特征在于:深褐色孢囊杆菌HM-E的16SrDNA序列如SEQ ID NO.1所示,lepA基因序列如SEQ ID NO.2所示,gyrB基因序列如SEQ IDNO.3所示。

3.如权利要求2所述的深褐色孢囊杆菌在棉花土传病害生物防治中的应用。

4.深褐色孢囊杆菌菌剂,其特征在于:深褐色孢囊杆菌菌剂是由如权利要求2所述的深褐色孢囊杆菌制备得到的。

5.如权利要求4所述的深褐色孢囊杆菌菌剂在棉花土传病害生物防治中的应用。

6.根据权利要求3或5所述的应用,其特征在于:棉花土传病害包括棉花枯萎病、黄萎病、立枯病和红腐病。

【技术特征摘要】

1.深褐色孢囊杆菌,其特征在于:为深褐色孢囊杆菌hm-e,保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏时间为2023年5月15日,保藏号为cgmcc no.28249,分类命名为深褐色孢囊杆菌cystobacterfuscus。

2.根据权利要求1所述的深褐色孢囊杆菌,其特征在于:深褐色孢囊杆菌hm-e的16srdna序列如seq id no.1所示,lepa基因序列如seq id n...

【专利技术属性】
技术研发人员:韩剑罗明石美丽潘雯窦新玉
申请(专利权)人:新疆农业大学
类型:发明
国别省市:

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