通過增強內源益生菌來拮抗病原菌從而提高植物抗病性——金村秋葉面肥的一種新的作用機理(一)
2021-02-03 來自: 南京禾稼春生物科技有限公司 瀏覽次數(shù):1558
汪良駒 楊豪
(南京農(nóng)業(yè)大學園藝學院,南京禾稼春生物科技有限公司)
大約是在2015年夏天的一天傍晚,豐縣趙寨的田凡先生打電話告訴我,他家種的蘋果樹,由于噴施了我們公司生產(chǎn)的金村秋葉面肥,打藥的次數(shù)比周邊人家少兩次,可葉片保護得還是很好,早期落葉病比人家的少。他問我金村秋葉面肥是不是有殺菌作用?我當時不知該如何告訴他,只能說,我們的金村秋是一種葉面肥,它可以促進植株正常生長,提高健康程度,抵抗病原菌侵染,從而減少果園噴藥次數(shù)。這當然是一種推測,是根據(jù)人們經(jīng)常說的,能吃能睡的人自然健康無病。金村秋葉面肥主要活性成份是5-氨基乙酰丙酸(5-ALA),它是一種促進植物葉綠素和亞鐵血紅素生物合成的tian然氨基酸。葉綠素能使植物更多地從太陽中吸收太陽能,血紅素類似于人體的血紅蛋白,輸送氧氣,提供能量,使得植物能更hao地吸收消化,能量滿格。兩者來源相同,各司其職,共同維護植株健康生長。
不過,早在2007年,曾有立陶苑學者提出,5-ALA能夠作為殺菌劑,去除小麥種子表面多種真菌,包括毛霉、黃曲霉、煙曲霉、根霉、青霉、鐮刀霉等。他們提出,在芽菜生產(chǎn)過程中,比如我們常見的蘿卜櫻子、黃豆芽、綠豆芽、花生芽等,如果用5-ALA處理種子表面,可以殺菌并提高芽菜的健康程度。2019年,沙特學者也提出,迷迭香幼苗噴施5-ALA溶液后可以緩解因鏈格孢霉和絲核菌侵染而導致的植株生長受抑,并且能合成更多香氣精油,如1, 8-桉葉油素、芳樟醇和冰片等。因此可以認為,5-ALA可以用來殺滅致病原真菌,提高植物健康程度。但迄今尚未見到國內有類似的研究報道。
最近,筆者走訪了一些越冬草莓生產(chǎn)基地,發(fā)現(xiàn)有些大棚內的草莓植株出現(xiàn)葉片黃化,葉柄短縮,植株不長,產(chǎn)量下降,甚至整株死亡等現(xiàn)象(圖1)。這嚴重影響到草莓種植的經(jīng)濟效益。
導致草莓植株生長不良的原因很多。既有土壤因素,也有氣候因素,還有生物因素。比如,土壤肥力不足,沒有及時灌溉,土壤缺水缺肥;白天高溫,晚上低溫等,都會影響到植株生長。有些大棚內土壤,因為缺少灌溉,地面蒸發(fā)量大,把土壤下層的鹽分帶到地表,導致次生鹽漬化。還有就是病原菌引起植株病害。
目前,導致草莓植株生病的有兩個重要病害,即枯萎病和黃萎病。這兩種病害的外觀癥狀比較接近,分辨起來比較困難。有資料介紹兩種病害的外觀差別。其中枯萎病,先表現(xiàn)在地上部分。心葉初期變成黃綠se或黃綠se卷曲,三身復葉中有1~2張小葉片質地變硬,狹小或呈船形,葉片表面粗糙無光澤,逐漸變黃,萎蔫枯死。葉片有紫斑,葉緣褐色向內卷。葉柄和果柄的維管束變褐色與黑褐色。地下部根系呈黑褐色,無新根,維管束變褐壞死。潮濕時,近地面基部長出紫紅色的分生孢子。病株矮小,無光澤,老葉紫紅色萎蔫,最終全株枯死。中下部葉片呈紫紅色萎蔫是該病的重要癥狀。黃萎病發(fā)病時,幼苗新葉失綠變黃或彎曲畸形,葉片狹小呈船形,復葉上的兩側小葉不對稱,畸形,多數(shù)變硬,葉色黃化。發(fā)病植株無生氣,葉片表面粗糙無光澤,從葉緣開始凋萎褐變,最后植株枯死。地下根部、葉柄和莖的維管束褐變甚至變黑。
然而,兩種病害的田間表現(xiàn)的確不易辨認。筆者的學生楊豪和湯曉曉從南京順意草莓園采集了一些生病草莓植株,并拍攝了田間照片,如圖2。從中可以看出,這些植株葉片干澀,無光澤,葉柄短,葉緣處有枯焦斑點,葉肉呈不規(guī)則的紅斑。部分幼苗黃化,老葉有紫紅斑,部分枯萎。三身復葉不對稱,部分單葉大,個別單葉小。這些癥狀既像黃萎病,更像枯萎病,一時難以分辯。
首先,筆者讓學生們將這些草莓苗種植于營養(yǎng)缽中。分成4個處理,即對照、甲基托布津(簡稱為甲托)、金村秋、金村秋+甲托。幾天后發(fā)現(xiàn),甲托、金村秋處理都有yi定防控效果,而兩者共同處理的效果zui好(圖3)。甲托是一種廣譜性殺菌劑,可以用于草莓病害防治。它緩解病害發(fā)生是可以理解的。但是,為何甲托和金村秋共同處理可以更hao地緩解草莓病害癥狀。這一點讓人感興趣。
于是,筆者讓楊豪同學從草莓病株發(fā)病部位內分離病原菌。他分離出了兩種菌。經(jīng)DNA測序鑒定,其中一種為煙曲霉菌,另一種為木霉。前者是一種病原菌,另者則是一種益生菌。
在培養(yǎng)基上,煙曲霉菌的菌落生長迅速,絨狀或呈一定的絮狀,暗煙色,老后色變得更深。此菌嗜高溫,在45℃或更高的溫度下生長茂盛。在糧食發(fā)熱霉變的中后期會大量出現(xiàn),導致糧溫升高和糧食敗壞。煙曲霉既侵染植物,也能寄生在人、鳥類及其它脊椎動物的肺部,引起結核病。但在草莓上,卻并不清楚它是否會致病。我們將甲托溶液添加到培養(yǎng)基上,可以完全抑制煙曲霉菌生長;如果添加金村秋葉面肥,則菌落數(shù)量明顯減少,但接種部位仍然有病菌生長,說明它對弱勢煙曲霉菌落有抑制作用,但對強勢菌落的抑制作用不強。如果把金村秋與甲托一起添加到培養(yǎng)基上,病菌生長被完全抑制(圖4左)。當然,這里起作用更多的應該是甲托,畢竟它是真正的殺菌劑,而金村秋是葉面肥。
待續(xù)...金村秋葉面肥的一種新的作用機理(二)