辣椒根腐病菌拮抗链霉菌的筛选及16S rRNA基因系统发育分析

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0027

中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (33): 116-123.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0027

所属专题：生物技术；植物保护

辣椒根腐病菌拮抗链霉菌的筛选及16S rRNA基因系统发育分析

努尔夏提·努尔买买提(), 李焕宇(), 杨成德()

甘肃农业大学植物保护学院/甘肃省农作物病虫害生物防治工程实验室，兰州 730070

收稿日期:2022-01-17 修回日期:2022-03-28 出版日期:2022-11-25 发布日期:2022-11-22
通讯作者: 李焕宇,杨成德
作者简介:努尔夏提·努尔买买提，男，1996年出生，新疆伊犁人，在读硕士研究生，研究方向：资源利用和植物保护。通信地址：730070 甘肃省兰州市安宁区营门村1号甘肃农业大学，Tel：15652323299，E-mail：784436461@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目“基于形态特征和谱系相合性系统发育物种识别的甘肃省辣椒镰刀菌根部病害病原菌分类”(31960009)

Antagonistic Streptomyces Against Pepper Root Rot Pathogen (Fusarium oxysporum): Screening and Phylogenetic Analysis of 16S rRNA Gene Sequence

Nuerxiati·Nuermaimaiti (), LI Huanyu(), YANG Chengde()

College of Plant Protection, Gansu Agricultural University/Biocontrol Engineering Laboratory of Crop Diseases and Pests of Gansu Province, Lanzhou 730070

Received:2022-01-17 Revised:2022-03-28 Online:2022-11-25 Published:2022-11-22
Contact: LI Huanyu,YANG Chengde

摘要/Abstract

摘要：

为获得对辣椒根腐病菌尖镰孢菌(Fusarium oxysporum)有拮抗作用的链霉菌并明确其抑菌效果与分类情况，以尖镰孢菌为指示菌，采用平板对峙法筛选，结合菌丝生长速率法测定抑菌率，采用16S rRNA基因序列进行聚类分析。初筛获得8株有拮抗作用的链霉菌，对峙培养中对尖镰孢菌的抑菌率为45.18%~62.81%，对其他4种根腐病菌的抑菌率为28.51%~60.00%。菌株ZY12.53b的拮抗作用最好，对5种根腐病菌的抑菌率均大于50%。菌株MDI2.4和ZY12.23a的发酵滤液对三线镰孢菌的拮抗作用最强，抑菌率均大于60%。16S rRNA基因序列系统发育树中，8株链霉菌聚在5个不同的分支中，且其中2个分支很可能为该属潜在的新种。本研究获得链霉菌属8个拮抗菌株，至少包括5个种，其中3个菌株拮抗效果较好，具挖掘利用价值。

关键词: 链霉菌, 尖镰孢菌, 筛选, 系统发育分析

Abstract:

In order to obtain Streptomyces strains with antagonistic effect on Fusarium oxysporum causing pepper root rot and clarify their antagonistic effect and classification, F. oxysporum was used as the indicator strain to screen by plate confrontation method. The inhibition rate was determined by mycelial growth rate method. Phylogenetic analysis was conducted based on 16S rRNA gene sequence. In this study, eight antagonistic Streptomyces strains were obtained by primary screening. The results of confrontation culture showed that the inhibition rate against F. oxysporum was 45.18%-62.81%, and the inhibition rate against the other four root rot fungi was 28.51%-60.00%. Among them, the strain ZY12.53b showed the best antagonistic effect with more than 50% inhibition rate against five root rot fungi. The fermentation filtrates of strains MDI2.4 and ZY12.23a had the highest antagonistic effect on F. tricinctum, and the inhibition rates were both more than 60%. In the phylogenetic tree of 16S rRNA gene sequence, the eight antagonistic Streptomyces strains clustered into five different branches, and two of them were likely to be potential new species. In this study, eight antagonistic Streptomyces strains belonging to at least five species were obtained, among which three strains showed satisfied antagonistic effect with the value of potential exploration.

Key words: Streptomyces, Fusarium oxysporum, screening, phylogenetic analysis

中图分类号:

S311

努尔夏提·努尔买买提, 李焕宇, 杨成德. 辣椒根腐病菌拮抗链霉菌的筛选及16S rRNA基因系统发育分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(33): 116-123.

Nuerxiati·Nuermaimaiti , LI Huanyu, YANG Chengde. Antagonistic Streptomyces Against Pepper Root Rot Pathogen (Fusarium oxysporum): Screening and Phylogenetic Analysis of 16S rRNA Gene Sequence[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(33): 116-123.

图/表 5

植物病原真菌	链霉菌菌株
植物病原真菌	HS1.3	HS5.48a2	HS12.10	ZY12.7a	ZY12.23a	ZY12.35b	ZY12.53b	MDI2.4
尖镰孢菌F. oxysporum	45.18b	54.00a	49.86b	47.11a	50.69ab	46.56b	62.81a	50.96a
茄镰孢菌F. solani	31.71c	36.54bc	25.20d	34.55b	37.80c	36.99c	50.81b	28.45c
轮枝镰孢菌F. verticillioides	28.51c	30.89c	36.14c	34.14b	44.17bc	40.16c	53.82b	41.36b
三线镰孢菌F. tricinctum	46.35b	55.87a	64.44a	50.48a	51.75ab	63.17a	61.58a	49.84ab
麦根腐平脐蠕孢B. sorokiniana	57.46a	51.11a	49.21b	51.43a	57.78a	46.57b	60.00a	47.30ab

表1. 平板对峙法测定8株链霉菌对5种辣椒和小麦根腐病菌的抑制作用 %

图1. 平板对峙法测定8株链霉菌对5种辣椒和小麦根腐病菌的抑制效果字母代表供试植物病原真菌，数字代表对照和链霉菌菌株；a：尖镰孢菌；b：茄镰孢菌；c：轮枝镰孢菌；d：三线镰孢菌；e：麦根腐平脐蠕孢；1~9：CK、HS1.3、HS5.48a2、HS12.10、ZY12.7a、ZY12.23a、ZY12.35b、ZY12.53b、MDI2.4

供试植物病原真菌	链霉菌菌株
供试植物病原真菌	HS1.3	HS5.48a2	HS12.10	ZY12.7a	ZY12.23a	ZY12.35b	ZY12.53b	MDI2.4
尖镰孢菌F. oxysporum	23.98ab	25.18ab	4.56b	6.95b	24.94bc	16.55c	6.47b	40.77b
茄镰孢菌F. solani	16.96ab	19.73ab	-2.07b	0.00b	11.07d	4.50d	-2.41b	24.57c
轮枝镰孢菌F. verticillioides	-0.31c	8.40b	2.49b	-3.40bc	13.40cd	7.16d	-0.93b	18.07d
三线镰孢菌F. tricinctum	31.93a	29.00a	-0.32b	-15.03c	62.22a	37.79a	-23.11c	68.48a
麦根腐平脐蠕孢B. sorokiniana	12.96bc	34.01a	48.18a	38.87a	37.25b	30.37b	35.23a	29.16c

表2. 菌丝生长速率法测定8株链霉菌对5种辣椒和小麦根腐病菌的抑制作用 %

图2. 菌丝生长速率法测定8株链霉菌对5种辣椒和小麦根腐病菌的抑制效果字母代表供试植物病原真菌，数字代表对照和链霉菌菌株；a：尖镰孢菌；b：茄镰孢菌；c：轮枝镰孢菌；d：三线镰孢菌；e：麦根腐平脐蠕孢；1-9：CK、HS1.3、HS5.48a2、HS12.10、ZY12.7a、ZY12.23a、ZY12.35b、ZY12.53b、MDI2.4

图3. 基于8个链霉菌菌株16S rRNA基因及其相似序列构建的系统发育树本研究所得8株链霉菌以粗体指示；各节点上的数值表示两种建树方法所得该分支的支持率（NJ法/MP法），仅标注大于70%的分枝；外群为解纤维素热酸菌(AJ007290)和糖多孢红霉菌(NR_074095)；括号内的数值指示下载序列的GenBank登录号，菌株号后的上标T指示模式菌株；标尺指示碱基变化数目

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