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致弱法:一种寻找“植物癌症”克星的新方法(上)
——第十九届全国青少年科技创新大赛一等奖作品
作者:谢鑫淼    文章来源:创新研究院网站    点击数:    更新时间:2008-12-6

 

编者按:本项目曾获第十九届(2004)全国青少年科技创新大赛微生物学类一等奖。

 

【摘要】青枯病是一种由青枯雷尔氏菌引起的土传病害,可危害44个科的300多种植物,给世界农业带来巨大损失,因其难以防治,被称为植物“癌症”。由于生物防治可避免化学防治带来的环境问题,因此倍受国内外专家的重视,筛选青枯病生防菌是青枯病生物防治的热点之一。

筛选青枯病生防菌的一般方法是利用生防菌对青枯菌的拮抗机制,在琼脂培养基上选出抑菌圈较大的菌株作为青枯病生防菌,称为平皿抑菌圈法。这种方法的不足之处在于,筛选出的生防菌如果不能将土壤中的青枯菌100%杀灭,残留的青枯菌就会迅速繁殖,引起青枯病“复发”。

生防菌对青枯菌的致弱作用是指生防菌将青枯菌强致病力菌株转化为弱致病力菌株,使青枯菌不引起植物发病。本研究利用生防菌的致弱原理,构建了由TTC培养基显色法、组培苗检测法、PCR检测法这三套检测方法组成的致弱法体系,分别从生化、生态、遗传三个角度对致弱作用进行检测、验证,从而筛选出对青枯菌具有较强致弱作用的菌株作为青枯病生防菌。此方法的优点在于,致弱作用使土壤中的青枯菌弱致病力菌株占生态优势,即使还残留有强致病力菌株,其生长也会受到弱致病力菌株的抑制,避免了青枯病的“复发”。

本研究通过致弱法成功筛选出一株青枯病生防菌,经德国微生物保存中心(DSMZ)鉴定为球形芽孢杆菌BS-1007菌株(Bacillus sphaericus BS-1007)。福建省农科院情报所科技查新报告显示,未查出利用致弱法筛选青枯病生防菌以及利用球形芽孢杆菌防治青枯病的报道。福建省农科院提供的防效评估表明,BS-1007对番茄青枯病防效可达92.8%,防效明显高于防治青枯病的常规用药链霉素。

关键词致弱法,青枯病,球形芽孢杆菌,生防菌BS-1007

 

一、问题的提出

1.初见青枯病——令农民头痛的“老病窝”

初次接触到青枯病是在亲戚种植的番茄田间。亲戚告诉我这种病害引起的产量和经济损失可达一至四成,严重的可达七成。最为头痛的是,这病一旦得了,就年年都会发生,用了许多农药都不能解决问题,就变成了“老病窝”,不能再种番茄、茄子、辣椒等有较高经济价值的作物,只能改种其它作物。

2.二识青枯病——青枯病的危害和防治

我采集了一些样品,询问后得知这些番茄得了植物“癌症”——青枯病。

青枯病是一种由土壤传播的病害,在土壤中能存活多年,难以彻底根治,因此造成了“老病窝”的现象。青枯病是由青枯雷尔氏菌Ralstonia solanacearum Smith引起的,病菌进入寄主组织后即可繁殖,并进入维管束,继续向其他组织扩展蔓延,同时分泌果胶酶、纤维素酶等,分解寄主的中胶层,使寄主皮层和髓部组织死亡腐烂[1]。青枯病在世界大部分地区都有分布,可危害44个科的300多种植物[2]危害较重的农作物有马铃薯、番茄、烟草、茄子、辣椒、花生、姜、香蕉、甘茹、麻等,给世界农业带来巨大损失

 

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