粮食上木霉菌的分离鉴定及其生防效果

粮食上木霉菌的分离鉴定及其生防效果

祁智慧，庄媛，张海洋，田琳，唐芳

粮食作物在生长和收储期易受各种病原真菌和产毒真菌的侵染，导致粮食减产或真菌毒素污染。木霉作为粮食作物病原菌和产毒真菌生防菌剂的开发和应用具有广阔的发展前景。目前我国专门针对粮食作物病原菌和产毒真菌生防菌剂开发的研究较少，有必要寻求更多对粮食作物病原真菌和产毒真菌更有效的木霉菌株。本研究采用形态学观察及多基因系统发育分析相结合的方法对粮食籽粒上分离到的木霉菌株进行了鉴定，通过木霉菌与粮食籽粒上常见病原真菌及产毒真菌的对峙试验，进行了木霉菌生防潜力测定，研究结果为筛选高效拮抗的木霉菌株以及粮食真菌病害和真菌毒素污染的生物防治提供了菌种资源。

摘要

【背景】粮食在生长和收储期极易受到病原真菌或产毒真菌的污染，造成严重的损失。众多实践证明木霉属(Trichoderma)可以有效防治植物病原真菌。

【目的】鉴定和筛选能有效抑制粮食常见危害真菌的木霉生防菌株，开发生防菌剂，保障粮食生产安全。

【方法】从粮食上分离筛选出35株木霉，通过多基因系统发育分析和形态学观察方法进行菌种鉴定，利用平板对峙试验筛选出对粮食常见危害真菌有抑制作用的菌株。

【结果】35株木霉分属于8个种，分别为非洲哈茨木霉(Trichoderma afroharzianum)、类棘孢木霉(Trichoderma asperelloides)、Trichoderma amoenum、近深绿木霉(Trichoderma paratroviride)、Trichoderma obovatum、长枝木霉(Trichoderma longibrachiatum)、东方木霉(Trichoderma orientale)和深绿木霉(Trichoderma atroviride)。对峙试验结果表明，这8种木霉对于粮食上分离到的10种危害真菌均具有较好的抑制效果。非洲哈茨木霉(T. afroharzianum)和长枝木霉(T. longibrachiatum)的抑菌效果优于其他物种，其中非洲哈茨木霉a91菌株的抑菌效果最佳，对9种危害真菌的抑菌率均在65%以上。

【结论】本研究筛选的木霉菌株具有较高的生防潜力，对于粮食作物上常见的病原菌和产毒真菌有较好的抑制效果。

图1  非洲哈茨木霉、类棘孢木霉、Trichoderma amoenum和近深绿木霉的形态特征   A：CMD培养基. B：MEA培养基. C：PDA培养基. D：Nirenberg SNA培养基. E：分生孢子. F：厚垣孢子. G、H：分生孢子梗和瓶梗. 标尺：10 μm

Figure 1  Morphological characteristics of Trichoderma afroharzianum, Trichoderma asperelloides, Trichoderma amoenum and Trichoderma paratroviride. A: CMD medium. B: MEA medium. C: PDA medium. D: Nirenberg SNA medium. E: Conidia. F: Chlamydospores. G, H: Conidiophores and phialides. Bar: 10 μm.

图2  Trichoderma obovatum、长枝木霉、东方木霉和深绿木霉的形态特征   A：CMD培养基. B：MEA培养基. C：PDA培养基. D：Nirenberg SNA培养基. E：分生孢子. F：厚垣孢子. G、H：分生孢子梗和瓶梗. 标尺：10 μm

Figure 2  Morphological characteristics of Trichoderma obovatum, Trichoderma longibrachiatum, Trichoderma orientale and Trichoderma atroviride. A: CMD medium. B: MEA medium. C: PDA medium. D: Nirenberg SNA medium. E: Conidia. F: Chlamydospores. G, H: Conidiophores and phialides. Bar: 10 μm.

图3  基于多基因序列(ITS、rpb2和tef1)构建的木霉菌株系统发育树   分支上的数字表示自展支持率，只显示自展支持率大于50%的值. 比例尺0.1表示100个核苷酸中有10个被替换. 括号内表示GenBank登录号. 两条斜线表示一些分支为适合排版而进行缩短，斜线旁边标注分支缩短的倍数

Figure 3  Phylogenetic tree of inferred from Trichoderma combined ITS, rpb2 and tef1. Numbers above branches are bootstrap values, only values above 50% are indicated. The tree scale 0.1, represented ten out of 100 nucleotides were replaced. The parentheses represent the GenBank login number. Two diagonal lines indicated some branches were shortened to fit them to the page, the number of times a branch was shortened indicated next to the lines.

图4  抑菌效果最好的木霉菌株与不同危害真菌的平板对峙   A–J：危害真菌阴性对照，链格孢、串珠镰孢、禾谷镰孢、层出镰孢、黄曲霉、粉红单端孢霉、澳大利亚弯孢、黑曲霉、新月弯孢和卷枝毛霉. K–T：对危害真菌抑菌效果最明显的木霉属菌株的平板对峙，顺序同上

Figure 4  Plate confrontation of Trichoderma strains with the best inhibition and different deleterious fungal species. A–J: Deleterious fungi as negative control, Alternaria alternata, Fusarium verticillioides, Fusarium graminearum, Fusarium proliferatum, Aspergillus flavus, Trichoderma roseum, Curvularia australiensis, Aspergillus niger, Curvularia lunata and Mucor circinelloides. K–T: Plate confrontation of Trichoderma strains with the most obvious antagonism effect on deleterious fungi, the order as above.

图5  对峙培养中木霉菌对危害真菌抑制作用的显微结构观察   A–P：分别为木霉菌的菌丝裂解、缠绕和插入危害菌的菌丝. 黑色空心箭头指向危害真菌的菌丝，黑色实心箭头指向木霉菌的菌丝. 标尺=10 μm

Figure 5  Microstructural observation on the inhibition of Trichoderma spp. on deleterious fungal species under confrontation culture. A–P: Hyphae of Trichoderma lysed, twined and inserted into the hyphae of deleterious fungi. Hollow black arrow indicates hyphae of Trichoderma spp., filled black arrow indicates hyphae of deleterious fungi. Bar=10 μm.

设计制作：赵彬涵

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