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玉米腐霉茎腐病生防木霉菌株的筛选、鉴定及防治效果分析

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中国农业科学 2023年第22期56卷 4453-4466页

作者：郭宁孙华马红霞刘树森张海剑石洁郑晓娟董跃广河北省农林科学院植物保护研究所/农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室/河北省农业有害生物综合防治技术创新中心/河北省作物有害生物综合防治国际科技联合研究中心

【目的】筛选对玉米腐霉茎腐病病原菌具有抑制作用的木霉（Trichoderma spp.）菌株，明确其分类地位以及对腐霉茎腐病的防治效果和抑菌机理，为腐霉茎腐病生防制剂的研发提供菌种资源。【方法】采用菌丝生长速率法测试候选木霉菌株对肿... 详细信息

【目的】筛选对玉米腐霉茎腐病病原菌具有抑制作用的木霉（Trichoderma spp.）菌株，明确其分类地位以及对腐霉茎腐病的防治效果和抑菌机理，为腐霉茎腐病生防制剂的研发提供菌种资源。【方法】采用菌丝生长速率法测试候选木霉菌株对肿囊腐霉（Pythium inflatum）、强雄腐霉（P. arrhenomanes）和芒孢腐霉（P. aristosporum）的抑制作用，筛选拮抗菌株；通过形态学和分子生物学特性确定Tr21菌株的分类地位；采用常规抑菌方法观察Tr21对腐霉菌丝形态的影响；采用溴化丙啶（PI）染液检测法及对不同处理时间菌丝上清液中蛋白和核酸吸光值的检测，分析Tr21发酵液对腐霉菌细胞膜通透性的影响；通过不同浓度Tr21发酵滤液浸种试验，检测Tr21发酵滤液对玉米种子发芽性状的影响；通过温室盆栽试验和田间人工接种试验，明确Tr21对腐霉茎腐病的防治效果。【结果】从实验室保存的109株木霉菌中，筛选到7株木霉菌对肿囊腐霉、强雄腐霉和芒孢腐霉具有拮抗活性，抑制率均>60%，其中Tr21菌株对3种腐霉菌的抑制率达到100%，其5×、10×和20×稀释液对3种腐霉菌的抑制率均达到100%。50×稀释液对3种腐霉菌的最低抑制率也达到55.56%。经形态学和分子生物学鉴定，Tr21为非洲哈茨木霉（T. afroharzianum）。显微镜观察显示Tr21发酵滤液能够造成腐霉菌菌丝变粗、菌丝分枝增多、节点缩短、断裂、内含物溢出等畸形现象。PI荧光染色试验显示Tr21发酵滤液导致3种腐霉菌的细胞膜受损，PI染液更易穿透受损的细胞膜进入到菌丝体内，使菌丝染成红色。核酸、蛋白泄露试验发现发酵滤液处理过的菌丝吸光值变化较大，处理5 h后，肿囊腐霉、芒孢腐霉和强雄腐霉菌丝的OD260均增加了0.08,OD280分别增加了0.10、0.11和0.10，表明腐霉菌菌丝细胞膜受损或其完整性被破坏，导致菌丝内含物外溢。不同浓度Tr21发酵滤液对玉米种子的发芽性状无影响，且当Tr21发酵滤液浓度为20×稀释液时对玉米种子的萌发和生长促进效果最好。盆栽试验结果表明，Tr21发酵滤液浓度为5×稀释液时，对3种腐霉茎腐病的室内防治效果最佳，分别为60.67%、63.15%和59.66%。用Tr21的5×稀释液进行种子处理，当药种质量比例为1﹕100时，对腐霉茎腐病的防治效果最高，达82.25%。【结论】获得一株有效防治玉米腐霉茎腐病的木霉菌株Tr21，经鉴定该菌为非洲哈茨木霉，该菌株发酵滤液可导致腐霉菌菌丝畸形、断裂、细胞膜受损、内含物溢出等，是一株具有开发前景的生防微生物。

关键词：腐霉菌茎腐病玉米非洲哈茨木霉生物防治

基于PCR和巢式PCR技术的玉米南方锈病早期检测

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中国农业科学 2023年第9期56卷 1686-1695页

作者：马红霞孙华郭宁刘树森张海剑石洁河北省农林科学院植物保护研究所/农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室/河北省农业有害生物综合防治工程技术研究中心

【目的】建立巢式PCR方法，快速检测处于病害潜育期的玉米叶片内的多堆柄锈菌(Puccinia polysora)，为玉米南方锈病(southern corn rust)的预测和防治提供技术支持。【方法】根据多堆柄锈菌ITS区序列，在其变异区设计3条多堆柄锈菌特异... 详细信息

【目的】建立巢式PCR方法，快速检测处于病害潜育期的玉米叶片内的多堆柄锈菌(Puccinia polysora)，为玉米南方锈病(southern corn rust)的预测和防治提供技术支持。【方法】根据多堆柄锈菌ITS区序列，在其变异区设计3条多堆柄锈菌特异性检测引物NX471-F、NX255-F和NX255-R，建立以NX471-F与真菌ITS区通用引物ITS4为外侧引物，NX255-F/NX255-R为内侧引物的巢式PCR。采用20μL扩增体系：Ex Taq DNA聚合酶(5 U·μL-1)0.15μL、10×Ex Taq Buffer(Mg2+plus)2μL,d NTP Mixture(各2.5 mmol·L-1)1.6μL，上下游引物(10μmol·L-1)各0.3μL,DNA 1μL,14.65μL ddH2O。扩增程序：利用外侧引物NX471-F/ITS4进行第一步PCR扩增，95℃预变性7 min;95℃变性30 s,55℃退火30 s,72℃延伸45 s,30个循环；72℃再延伸7 min。将扩增后的产物稀释20倍，取1μL用作第二步PCR的扩增模板，然后以内侧引物NX255-F/NX255-R进行第二步PCR扩增，95℃预变性7 min;95℃变性30 s,66℃退火30 s,72℃延伸26 s,30个循环；72℃再延伸7 min。同时选用内侧引物进行常规PCR扩增，扩增体系同巢式PCR，扩增程序除循环数为38，其余程序同巢式PCR的第二步PCR检测。在此条件下对多堆柄锈菌、高粱柄锈菌(Puccinia sorghi)、青杨叶锈病菌(Melampsora laricipopulina)和7种玉米常见病原菌进行特异性检测，对不同梯度多堆柄锈菌基因组DNA和3种人工接种病叶进行灵敏度检测。【结果】巢式PCR检测体系仅在检测多堆柄锈菌时，产生了255 bp的目的条带，其他菌株均未扩增出目的条带。巢式PCR检测体系对多堆柄锈基因组DNA的最低检测限为10 fg·μL-1，是常规PCR检测体系灵敏度的500倍。当1 g人工接种病叶含500—2.5×104个多堆柄锈菌夏孢子时，常规PCR和巢式PCR检出阳性率分别0和85.71%，巢式PCR可检测出的夏孢子个数最少为1 000个；当1 g人工接种病叶中含1—7个夏孢子堆时，常规PCR和巢式PCR检出阳性率分别76.19%和100%，常规PCR可检测出的夏孢子堆个数最少为2个，巢式PCR可检测出1个及以上夏孢子堆；当1 g人工接种病叶中含1—7个侵染点时，常规PCR和巢式PCR检出阳性率分别14.29%和66.67%，检测出的侵染点个数最少分别为6个和3个。【结论】成功建立了一种以NX471-F/ITS4为外侧引物，NX255-F/NX255-R为内侧引物的巢式PCR检测方法，可快速、高效、准确检测玉米叶片中潜伏期的多堆柄锈菌。

关键词：玉米南方锈病多堆柄锈菌常规PCR 巢式PCR

不同光环境对梨小食心虫成虫寿命和繁殖的影响

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植物保护学报 2024年第2期51卷 484-490页

作者：焦洄锬杨小凡冉红凡路子云刘文旭马爱红李建成河北省农林科学院植物保护研究所河北省农业有害生物综合防治工程技术研究中心农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室保定071000

为明确不同光环境对梨小食心虫Grapholita molesta成虫寿命和繁殖的影响,于室内条件下测定不同光照强度(10000、1000、100、1和0.01 mW/m^(2))与不同波长光(红光630 nm、黄光575 nm、绿光510 nm、蓝光455 nm、紫光440 nm和紫外光365 nm... 详细信息

为明确不同光环境对梨小食心虫Grapholita molesta成虫寿命和繁殖的影响,于室内条件下测定不同光照强度(10000、1000、100、1和0.01 mW/m^(2))与不同波长光(红光630 nm、黄光575 nm、绿光510 nm、蓝光455 nm、紫光440 nm和紫外光365 nm)照射下梨小食心虫的成虫寿命、交配率、产卵前期、产卵期、单雌产卵量、卵发育历期和卵孵化率等生物学参数进行分析。结果表明,相较于10000、1000和100 mW/m^(2)高光照强度处理,1 mW/m^(2)和0.01 mW/m^(2)低光照强度处理下,梨小食心虫雌、雄成虫寿命较短(5.5 d),产卵期缩短(<6 d),单雌产卵量降低,分别为38.34粒和57.60粒;卵发育历期在红光、蓝光和紫外光处理下较短,分别为2.66、2.58和2.65 d;卵孵化率在紫外光处理下最低(89.90%),显著低于其他波长光处理。表明光环境可影响梨小食心虫成虫寿命和繁殖力,其中低光照强度或红光、紫外光均能抑制其繁殖力,不利于种群发展,可用于该害虫田间光诱控技术的开发。

关键词：梨小食心虫光照强度波长繁殖

基于地上部症状的玉米根腐病分级及严重度与农艺性状的关系

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中国农业科学 2022年第20期55卷 3939-3947页

作者：刘树森孙华石洁郭宁马红霞张海剑河北省农林科学院植物保护研究所/河北省农业有害生物综合防治工程技术研究中心/农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室

【目的】基于苗期根腐病植株地上部症状制订规范、简单易操作的玉米根腐病严重度分级标准，并明确不同病害严重度对玉米生长发育和产量的影响。【方法】采用开沟点播的方式播种玉米，同时在两穴种子中间撒施禾谷镰孢（Fusarium graminea... 详细信息

【目的】基于苗期根腐病植株地上部症状制订规范、简单易操作的玉米根腐病严重度分级标准，并明确不同病害严重度对玉米生长发育和产量的影响。【方法】采用开沟点播的方式播种玉米，同时在两穴种子中间撒施禾谷镰孢（Fusarium graminearum）接种体进行根腐病接种。出苗后，持续观察根腐病的症状，根据5叶期植株地上部症状制订病害严重度分级标准；分别于11叶期和蜡熟期测量不同病情级别植株的株高、茎基部粗、茎粗、穗位高等农艺性状；同时，在蜡熟期调查根腐病植株的茎腐病发病率；收获后，测量穗粗、穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、百粒重、穗粒重等产量相关性状，并分析根腐病严重度与产量性状的关系。【结果】通过观察发现，1叶期症状表现为叶色发黄，叶片尖端萎蔫，种子根和胚轴上可见黄褐色病斑，部分中胚轴维管束组织褐变。3叶期，发病植株胚轴和根系上有不同程度的坏死斑，胚轴的坏死导致部分植株地上部枯死。5叶期症状主要分为以下3种类型，由下而上叶片出现不同程度黄化，甚至逐渐干枯；植株发育缓慢或者停滞，直观表现为植株矮小；植株枯死。根据5叶期植株地上部症状，将根腐病病情严重度划分为1、3、5、7和9级共5个级别。农艺性状调查结果显示，在11叶期和蜡熟期，随着根腐病病情级别升高，株高、茎基部粗、茎粗和穗位高呈逐级降低趋势，且大部分9级植株发育受到抑制或处于生长停滞状态，出现分蘖或畸形。茎腐病调查结果表明，部分玉米根腐病病株在生长后期发展为茎腐病，茎腐病的发病率随着根腐病病情级别升高呈降低趋势。产量性状的分析结果表明，根腐病病情级别与7项产量相关性状均呈负相关，当病情达到5级时即可造成50%以上的产量损失，9级时甚至造成绝产。【结论】在系统观察、描述玉米根腐病症状的基础上，基于5叶期植株地上部症状制订了高效、简便易行的根腐病严重度分级标准；根腐病的发生会降低玉米的株高、茎粗、穗位高等，且易导致茎腐病；根腐病严重度与多项产量相关性状均呈负相关。研究结果对于玉米品种抗根腐病评价、根腐病防治以及产量损失评估等具有指导意义。

关键词：玉米根腐病地上部症状严重度分级标准农艺性状

解淀粉芽胞杆菌PHODG36的解磷、促生及防治马铃薯黑痣病的功能分析

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河北农业大学学报 2023年第3期46卷 83-90页

作者：张晓云丛蓉于稳欠郭庆港李社增马平河北省农林科学院植物保护研究所/河北省农业有害生物综合防治创新中心/农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室河北保定071000

为筛选兼具高效溶磷和抑菌防病作用的多功能细菌,本试验采用溶磷圈法结合钼锑抗法对作物根围土壤中的解磷菌进行筛选和平板对峙法测定解磷菌株对马铃薯主要病原菌的抑制能力;通过盆栽试验评价解磷菌株对马铃薯的促生作用和对马铃薯黑痣... 详细信息

为筛选兼具高效溶磷和抑菌防病作用的多功能细菌,本试验采用溶磷圈法结合钼锑抗法对作物根围土壤中的解磷菌进行筛选和平板对峙法测定解磷菌株对马铃薯主要病原菌的抑制能力;通过盆栽试验评价解磷菌株对马铃薯的促生作用和对马铃薯黑痣病的防治效果以及形态特征、Biolog微生物鉴定系统及多基因序列(16S rDNA以及gyrA、gyrB、rpoB和rpoC)分析对解磷菌株进行分类鉴定。结果表明,PHODG36菌株表现高效解无机磷活性,其溶磷量为79.7 mg/L;该菌株对5种马铃薯病原菌均具有抑制作用,其中对马铃薯黑痣病菌的抑菌率最高,达69.6%;浇施该菌株发酵液(菌含量5×10^(8) CFU/mL)后,对马铃薯幼苗有明显的促生作用,株高、地上鲜重和干重、根鲜重和干重较对照分别增加178.3%、509.8%、396.9%、160.4%和146.4%,同时对马铃薯黑痣病有显著防效,达56.8%;经鉴定PHODG36菌株为解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amylolique-faciens)。PHODG36菌株兼具解磷、促生及防病等多种重要作用,可应用于防病增产多功能微生物产品的产业化开发。

关键词：解磷细菌促生作用马铃薯黑痣病防病效果微生物产品

提高解淀粉芽胞杆菌PHODG36芽胞耐热性的技术研究

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农药学学报 2023年第5期25卷 1113-1121页

作者：张晓云丛蓉赵卫松曲远航苏振贺鹿秀云郭庆港李社增马平河北省农林科学院植物保护研究所河北省农业有害生物综合防治创新中心农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室河北保定071000

芽胞耐热性直接影响芽胞杆菌类生防细菌干粉原药的生产效率和成本。为开发提高解淀粉芽胞杆菌PHODG36的芽胞耐热性技术,以该菌株为出发菌株,通过热处理诱变和变温诱变,获得芽胞耐热性提高的诱变菌株BBW-11。与野生型菌株PHODG36相比,诱... 详细信息

芽胞耐热性直接影响芽胞杆菌类生防细菌干粉原药的生产效率和成本。为开发提高解淀粉芽胞杆菌PHODG36的芽胞耐热性技术,以该菌株为出发菌株,通过热处理诱变和变温诱变,获得芽胞耐热性提高的诱变菌株BBW-11。与野生型菌株PHODG36相比,诱变菌株BBW-11的芽胞存活率提高55.0%,且在菌落形态、生物膜形成、生长动态和抑菌作用等方面无显著性差异。通过正交试验确定了诱变菌株BBW-11适宜的保护剂和处理条件,并建立耐热性菌株BBW-11+0.5%蔗糖+55℃处理0.5 h的提高PHODG36菌株芽胞耐热性的技术,芽胞存活率比未处理的诱变菌株BBW-11提高了2.3倍,比野生型菌株PHODG36提高了2.8倍。综上,本研究建立了提高PHODG36菌株芽胞耐热性的技术,可为该菌株干粉原药的喷雾干燥工艺优化提供技术支撑。

关键词：解淀粉芽胞杆菌温度诱变芽胞耐热性保护剂

30亿CFU/g芽胞杆菌可湿性粉剂的研制及其对马铃薯黄萎病和疮痂病的防治效果

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农药学学报 2023年第1期25卷 140-149页

作者：张晓云丛蓉赵卫松曲远航苏振贺郭庆港鹿秀云李社增马平河北省农林科学院植物保护研究所河北省农业有害生物综合防治创新中心农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室河北保定071000

黄萎病和疮痂病是马铃薯生产上的重要土传病害,严重影响马铃薯的产量与品质,但缺乏有效的防治药剂。本研究以枯草芽胞杆菌HMB26553和解淀粉芽胞杆菌PHODG36为有效成分,通过对润湿剂、分散剂及紫外保护剂的筛选,确定了30亿CFU/g芽胞杆菌... 详细信息

黄萎病和疮痂病是马铃薯生产上的重要土传病害,严重影响马铃薯的产量与品质,但缺乏有效的防治药剂。本研究以枯草芽胞杆菌HMB26553和解淀粉芽胞杆菌PHODG36为有效成分,通过对润湿剂、分散剂及紫外保护剂的筛选,确定了30亿CFU/g芽胞杆菌可湿性粉剂的配方(质量分数):HMB26553菌株母药10%、PHODG36菌株母药10%、润湿剂LT-5691%、分散剂MF 2%、紫外保护剂抗坏血酸1%和滑石粉76%。该制剂芽胞数量37.6亿CFU/g,杂菌率2.8%,pH 7.8,细度98.2%,干燥减量1.6%,润湿时间95.7 s,悬浮率80.7%。温室盆栽试验结果表明:该可湿性粉剂15~45 kg/hm^(2)拌种处理对马铃薯出苗安全,对生长无不良影响,对马铃薯黄萎病的防治效果为45.1%~47.4%。田间小区试验结果表明:该可湿性粉剂15~45 kg/hm^(2)拌种处理能显著减轻马铃薯疮痂病的发生,其中30 kg/hm^(2)拌种处理防治效果高达72.0%,增产率达15.5%。不同地区的田间示范试验应用结果表明:该可湿性粉剂30 kg/hm^(2)拌种处理对马铃薯黄萎病的防治效果为50.8%~62.1%,疮痂病为63.9%~65.7%,增产率为14.3%~29.4%。本研究结果表明,30亿CFU/g芽胞杆菌可湿性粉剂能有效防治马铃薯土传病害且增产作用明显,为该制剂在马铃薯生产上应用提供了科学依据。

关键词：芽胞杆菌可湿性粉剂马铃薯黄萎病马铃薯疮痂病防治效果

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北沙参根腐病病原鉴定及侵染特点分析

植物病理学报 2023年第5期53卷 959-965页

作者：鹿秀云商俊燕苏振贺张晓云郭庆港李社增李耀发马平河北省农林科学院植物保护研究所农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室河北省农业有害生物综合防治创新中心保定071000

0引言北沙参是我国常用的中药材,基源植物为伞形科植物珊瑚菜(Glehnia littoralis Fr.Schmidt ex Miq.),主要分布于山东、辽宁、河北、广东、福建等地,多生长于近海沙地。北沙参具有养阴清肺、益胃生津等功效,用于肺热燥咳、劳嗽痰血、... 详细信息

0引言北沙参是我国常用的中药材,基源植物为伞形科植物珊瑚菜(Glehnia littoralis Fr.Schmidt ex Miq.),主要分布于山东、辽宁、河北、广东、福建等地,多生长于近海沙地。北沙参具有养阴清肺、益胃生津等功效,用于肺热燥咳、劳嗽痰血、胃阴不足、热病津伤、咽干口渴等症[1]。北沙参野生药材资源缺乏,难以满足中药材市场的需求,河北安国、山东莱阳、内蒙古赤峰等地区先后对北沙参进行引种栽培,并不断增加种植面积,目前已成为北沙参药材的主产地[2]。随着北沙参栽种面积以及连作年限不断增加,导致病虫害问题日益突出,尤其是北沙参根腐病,严重影响了北沙参的产量和品质。关于北沙参根腐病只是在中草药原色图谱等丛书上有提及[3],尚没有该病害的系统报道,其病原菌种类和发病原因更不明确。

关键词：北沙参栽种面积病虫害问题野生药材资源伞形科植物益胃生津山东莱阳养阴清肺

黄瓜靶斑病生防芽胞杆菌的分离鉴定及其抑菌作用

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中国生物防治学报 2023年第1期39卷 194-203页

作者：张晓云丛蓉郭庆港鹿秀云苏振贺陈秀叶李社增马平河北省农林科学院植物保护研究所/河北省农业有害生物综合防治创新中心/农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室保定071000

由多主棒孢霉引起的黄瓜靶斑病是近年来危害严重的黄瓜病害之一,为获得有效防治黄瓜靶斑病的生防细菌,本研究采用平板对峙法及盆栽试验,获得一株有效防治黄瓜靶斑病的生防细菌HMB28521;根据形态学、生理生化特征及16Sr DNA联合gyrA、gyr... 详细信息

由多主棒孢霉引起的黄瓜靶斑病是近年来危害严重的黄瓜病害之一,为获得有效防治黄瓜靶斑病的生防细菌,本研究采用平板对峙法及盆栽试验,获得一株有效防治黄瓜靶斑病的生防细菌HMB28521;根据形态学、生理生化特征及16Sr DNA联合gyrA、gyrB、rpoB和rpoC多基因序列的系统发育分析将HMB28521菌株鉴定为贝莱斯芽胞杆菌;液相色谱分离与质谱鉴定结果表明,HMB28521菌株可以产生伊枯草菌素(iturin)、丰产素(fengycin)和表面活性素(surfactin),抑菌试验证明iturin和fengycin是该菌株产生的主要抑菌活性物质,二者能够显著抑制多主棒孢霉的生长,并且造成菌丝畸形。本研究为黄瓜靶斑病的生物防治提供了新的资源并为进一步明确该菌的作用机理提供了理论基础。

关键词：多主棒孢霉生防细菌抑菌作用脂肽