番茄(Solanum lycopersicum L.)作為一種重要的蔬菜作物,年產量約2億噸,其長期受到多種病害的威脅。根結線蟲是一種植物寄生線蟲,具有專性的寄生生活方式,對農業生產造成重大損失,便是威脅番茄產業最為嚴重的一種病害。目前主要的處理方法是化學殺菌劑,但需要開發更環保的替代品。寡雄腐霉(Pythium oligandrum)是一種重要的生防卵菌,可以寄生于真菌和卵菌,并具有多種作用機制,但其對根結線蟲(root-knot nematode,RKN)引起的疾病的防治作用尚未得到研究。捕食或寄生是寡雄腐霉的主要生物防治機制,寡雄腐霉與植物病原菌接觸后,能迅速穿透植物病原菌的菌絲。寡雄腐霉還可以誘導植物抗性,這種誘導的植物抗性涉及致病相關蛋白的產生增加和激素信號通路的調節。寡雄腐霉還能產生生長素,促進植物生長。然而,關于該類菌株對植物寄生線蟲的殺蟲活性或控制線蟲引起的植物病害方面尚沒有報道。寡雄腐霉GAQ1菌株被證明寄生于植物病原菌,并控制生姜軟腐病。該研究通過體外拮抗實驗、盆栽試驗和轉錄組分析,探討寡雄腐霉GAQ1和CB530.74菌株對Meloidogyne incognita的拮抗作用及其生物防治機制。
首先,為了確定寡雄腐霉線蟲是否能有效控制線蟲引起的疾病,研究了培養濾液對M. incognit二期幼蟲的抑制作用。Po_GAQ1培養濾液處理后24 h, J2s死亡率為84.17%。另一株寡雄腐霉菌株Po_CBS530.74在處理24 h后J2死亡率為74%。未接種的V8液體培養基處理24 h后,對照組線蟲J2死亡率僅為14.5%。 接下來測試了這種抑制作用是否可以保護番茄幼苗不受M. incognit的定殖和滲透。在Pluronic F-127凝膠中分散了1500只隱殖夜蛾二期幼蟲。在不同時間點觀察番茄根尖處J2s的聚集情況。在對照組中,在8 h時,吸引到根部的線蟲數量逐漸增加,并有聚集的趨勢。24 h時,聚集在番茄根尖的線蟲數量開始下降,根尖處的根系擴張明顯,說明有很多線蟲進入了根尖。對線蟲的根系吸引(趨化性)測定結果表明,與對照相比,Po_GAQ1和Po_CBS530.74培養濾液抑制了番茄對線蟲的吸引能力。在24 h時,番茄根系染色顯示,Po_GAQ1濾液處理過的番茄根尖滲透線蟲的數量最少(23.47±10.4),比未處理過的對照組(平均107.74±34.1)減少了78.2%。經Po_CBS530.74濾液處理后,線蟲穿透根的平均數量為30.42±13.9,比對照組減少71.76%。
為了研究在溫室條件下,寡雄腐霉對番茄RKN病害的防治作用,采用盆栽試驗方法,用Po_GAQ1和Po_CBS530.74 接種番茄植株,1周后 M. incognita. 侵染番茄植株。結果表明,與對照組相比,Po_GAQ1和Po_CBS530.74處理每克根的番茄根瘤數分別減少了57.87%和46.28% (p < 0.05)。Po_GAQ1和Po_CBS530.74處理番茄植株也促進了番茄植株的生長(。處理1周后,接種了寡雄腐霉菌株的番茄植株生物量開始顯著增加,并且隨著時間的推移,與水接種對照相比,增加的幅度越來越大。 Po_GAQ1處理4周后,番茄株高(41 cm)、株重(40.8 g, 27.2%)和根重(5.5 g, 48.2%)均顯著高于水處理對照。Po_CBS530.74處理的株重(42.2 g,增加31.2%)和根重(5.8 g,增加56.6%)均顯著高于水處理對照。
綜上所述,寡雄腐霉P. oligandrum可以有效防治番茄根結線蟲,還能夠促進番茄植株生長,是一種具有良好應用前景的生防微生物。