《Agrosystems, Geosciences & Environment》:Antagonistic effect of rhizospheric bacteria against white rot (Sclerotium cepivorum) of garlic (Allium sativum L.) under in vitro and in vivo conditions
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本文综述了大蒜白腐病(Sclerotium cepivorum)的生物防治策略,重点探讨了根际细菌(如Pantoea agglomerans、Enterococcus gallinarum)通过产生水解酶(如几丁质酶、蛋白酶)和生物活性化合物(如HCN、NH3)在抑制病原菌生长(体外抑制率达67.8%–92.6%)和促进大蒜生长(株高和鲜重分别提升135.0%–142.2%和291.7%–370.8%)方面的潜力。研究通过双重培养和温室实验验证了菌株WUGRB-14和WUGRB-92的优异性能,为替代化学农药提供了微生物接种剂新方案。
Abstract
大蒜(Allium sativum L.)作为重要的蔬菜作物,因白腐病(Sclerotium cepivorum)遭受严重产量损失。本研究旨在筛选具有拮抗作用的根际细菌,通过体外和体内实验评估其防治效果。研究从健康大蒜根际土壤中分离细菌,采用双重培养法测定其对白腐病菌丝生长的抑制率,并检测菌株的水解酶(纤维素酶、几丁质酶、蛋白酶)和生物活性化合物(氨、氰化氢)生产能力。温室实验中,接种拮抗菌的大蒜植株在病害发生率、株高、鲜重等指标上显著优于对照组。
1 INTRODUCTION
大蒜是全球广泛种植的调味品和药用植物,但病害(如白腐病)导致其产量下降。传统化学农药存在环境风险,生物防治成为可持续替代方案。根际细菌如Pseudomonas和Bacillus spp.可通过抗生素、溶菌酶等机制抑制病原菌。本研究聚焦于筛选高效拮抗菌株,以缓解白腐病对大蒜生产的威胁。
2 MATERIALS AND METHODS
2.1 Study site and sample sources
实验在Wollo University的实验室和温室进行,采集感染白腐病的大蒜植株及根际土壤,分离病原菌和拮抗菌。
2.2 In vitro isolation and identification
病原菌通过PDA培养基分离,拮抗菌采用系列稀释法从根际土壤中筛选。通过形态学和分子生物学(16S rRNA测序)鉴定菌株。
2.3 Selection of antagonistic bacterial isolates
通过双重培养法测定菌株对白腐病菌丝生长的抑制率,并检测其水解酶(如几丁质酶在CCA培养基上的透明圈)和HCN/氨产量。
2.4 Greenhouse evaluation
在温室中接种拮抗菌(如WUGRB-14和WUGRB-92),评估其对大蒜病害发生率及生长指标(株高、鳞茎重量等)的影响。
3 RESULTS AND DISCUSSION
3.1 Isolation and dual culture inhibition
11株菌(47.8%)在双重培养中抑制白腐病菌丝生长,抑制率最高达92.6%(WUGRB-9)。菌株WUGRB-92(Enterococcus gallinarum)抑制率为88.2%。
3.2 Hydrolytic enzymes and bioactive compounds
90.9%的菌株产蛋白酶,54.6%产几丁质酶,45.5%产纤维素酶。所有菌株均产氨,45.5%产HCN。WUGRB-14和WUGRB-92在多项特性中表现突出。
3.3 Greenhouse performance
接种WUGRB-14和WUGRB-92的大蒜病害发生率降至1%-4%,株高和鲜重分别提升142.2%和370.8%。鳞茎直径和 cloves数量也显著增加。
3.4 Molecular identification
16S rRNA测序显示菌株与Pantoea agglomerans、Enterococcus gallinarum等有99%同源性,证实其系统发育地位。
4 CONCLUSION
根际细菌WUGRB-14和WUGRB-92通过多种机制有效抑制白腐病,并促进大蒜生长,具备作为微生物接种剂的潜力,为可持续农业提供新途径。