利用天然拮抗微生物作为绿色策略来防治黑胡椒的快速萎蔫病

【字体: 时间:2026年03月13日 来源:Physiological and Molecular Plant Pathology 3.3

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  黑胡椒(Piper nigrum)在泰米尔纳德邦种植受quick wilt(由Phytophthora capsici引起)严重制约,发病率达10.42%-45.40%。通过分离内生菌和根际微生物,发现Bacillus amyloliquefaciens、Streptomyces albidoflavus和Trichoderma asperellum对病原体抑制率达63%-86%,三菌组合在温室试验中减少81.90%病害,激活PO、PPO等防御酶。

  
Sivakumar Pavithra | Subbaiyan Maruthasalam | Rengasamy Kannan | Munuswamy Mohanalakshmi | Narayanan Swarnakumari | Kuppusamy Murugavel
印度泰米尔纳德邦农业大学(TNAU)植物病理学系,哥印拜陀-641003,泰米尔纳德邦

摘要

黑胡椒(Piper nigrum L.),被誉为“香料之王”,是泰米尔纳德邦潮湿热带地区最重要的种植作物之一。然而,其种植受到萎蔫复合病害的严重制约,其中快速萎蔫病尤为严重。对泰米尔纳德邦主要胡椒种植区的实地评估显示,快速萎蔫病的发生率为10.42%至45.40%。相关病原体的形态学和分子特征鉴定确认其为Phytophthora capsici,即导致胡椒快速萎蔫的病原体。为克服胡椒果实中的杀菌剂残留并避免对人类造成危害,研究人员分离并评估了本地拮抗微生物(内生菌和根际菌)对P. capsici的抑制作用。体外双重培养实验表明,Bacillus amyloliquefaciens(RBKH 7)、Streptomyces albidoflavus(RBKH 10)和Trichoderma asperellum(RBKH 20)对P. capsici具有显著的抑制作用。这些生物剂的粗代谢产物可使病原体的菌丝生长减少63-86%(P<0.05)。此外,这些拮抗微生物之间具有较高的相容性。因此,在温室条件下,每株胡椒幼苗施用10克的B. amyloliquefaciens + S. albidoflavus + T. asperellum>组合处理,在30、50和75天时,快速萎蔫病的发生率比对照组降低了81.90%。有趣的是,这种处理效果与在30、50和75天时施用0.1%的金属轴菌浸渍剂相当。观察到的对快速萎蔫病原体的保护作用部分归因于关键防御酶的激活,如过氧化物酶(PO)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸氨裂解酶(PAL)、超氧化物歧化酶(SOD)和β-1,3-葡聚糖酶。本研究指出,B. amyloliquefaciensS. albidoflavusT. asperellum可以整合到胡椒快速萎蔫病的可持续管理策略中。

引言

印度常被称为“香料之国”,拥有多样的农业气候条件,支持着国际标准化组织(ISO)正式认可的109种香料中的近75种种植。印度的主要香料出口产品包括胡椒(4%)、葫芦巴(4.2%)、香菜(9.5%)、姜黄(10%)和辣椒(40%)[9]。其中,黑胡椒因其芳香、药用和防腐特性而具有重要意义。黑胡椒的香气和辛辣味源于其中的生物碱,如油树脂和胡椒碱[30]、[36]。黑胡椒原产于印度马拉巴尔海岸,在西高止山脉的炎热潮湿气候中生长良好[48]。在全球范围内,越南是最大的胡椒生产国,其次是印度尼西亚和印度。印度拥有约26万公顷的胡椒种植面积,年产量为12万吨,位居黑胡椒第三大生产国[25]。胡椒盈利种植的主要限制因素是萎蔫复合病害,包括快速萎蔫病、慢萎蔫病和基部萎蔫病[36]。其中,由Phytophthora capsici引起的快速萎蔫病尤为严重,在喀拉拉邦的卡努尔和科泽科德地区每年导致高达1000吨的作物损失[6]。该病害通常会导致5-20%的藤蔓死亡,但在极端情况下,某些种植园的损失可能高达95%[39]。病原体在土壤中存活,使病害在种植季节间传播,尤其在西南季风期间爆发频繁[41]。病害在潮湿期间迅速蔓延,常常在2-3周内杀死植株,相邻的藤蔓也可能在1-2个月内被感染[1]。虽然化学控制措施被频繁使用,但在密集种植系统中既不经济可行也不环保。因此,本研究重点利用本地拮抗微生物(包括内生菌和根际菌)来抑制P. capsici>并减轻黑胡椒的快速萎蔫病。

调查

调查

2023年,在泰米尔纳德邦的胡椒种植区进行了调查,包括Thadiyankudisai和Thandikudi(丁迪古尔区)、Kolli Hills(纳马卡尔区)、Yercaud Hills(萨勒姆区)、Gudalore(尼尔吉里斯)、Pechiparai(卡纳库马里区)、Bargur Hills(埃罗德)以及Kallar和Valparai(哥印拜陀)。随后量化了快速萎蔫病的发生程度,并以疾病发生率(PDI)的百分比表示。
疾病发生率(PDI)的计算公式如下:

拮抗微生物的增殖

准备了基于滑石粉的B. amyloliquefaciensS. albidoflavusT. asperellum配方,以评估其在温室条件下对胡椒快速萎蔫病的防治效果。将细菌菌落环和真菌菌丝盘(直径9毫米)分别接种到无菌营养液和酵母糖蜜液中(见补充表5和6)。接种细菌的培养液在26 ± 2°C下摇床(120 rpm)培养3天。所得悬浮液体积为400毫升(9 ×

讨论

通过调查进行疾病评估对于识别特定疾病的重点区域、确定可能的疾病爆发情况、统计疾病强度以及制定管理策略至关重要。由卵菌P. capsici引起的胡椒快速萎蔫病在泰米尔纳德邦的胡椒种植园中普遍存在。然而,不同种植区的相对严重程度尚未得到详细研究。
本研究调查发现:

结论

近年来,泰米尔纳德邦及邻近地区的胡椒种植园受到由Phytophthora capsici引起的根腐病或快速萎蔫病的严重影响。作为一种水霉菌,该病原体在海拔较高的山区凉爽潮湿的环境中繁殖旺盛。我们的调查数据强调了采取有效和可持续的管理措施来减轻快速萎蔫病、保护作物和种植者的必要性。最近的研究表明

CRediT作者贡献声明

Rengasamy Kannan:撰写 – 审稿与编辑、可视化、监督、资源提供、方法学设计、研究实施。Subbaiyan Maruthasalam:撰写 – 审稿与编辑、验证、监督、资源提供、项目管理、资金筹措、概念构思。Sivakumar Pavithra:撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、软件使用、资源提供、方法学设计、研究实施、数据分析、数据整理、概念构思。Kuppusamy Murugavel:撰写 – 审稿与编辑

未引用的参考文献

[18], [43], [45], [52].

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

作者衷心感谢印度孟买M/s UPL有限公司在研究期间提供的财务支持。
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