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相关论文实验方法和结果分析
为了以后链霉菌生防的应用和推广,充分认识它的优势和劣势很有必要。下面分析总结了相关文献的实验方法和结果。
1. 链霉菌鉴定
一般通过形态学和分子特征鉴定链霉菌,单独的16S rRNA分子标记鉴定不足以鉴定到种,需要多位点序列比对,生理生化和形态学鉴定综合使用。
2. 体外生测筛选抗真菌活性链霉菌
已经发表的相关论文中,体外生测都是筛选潜在生防菌的第一步。事实上,皿内共培养是很多研究的初步筛选方法,通过测量透明圈、菌落直径或优势指数(index of dominance, ID)等评估抗菌能力或互作类型(是通过培养基中含有的链霉菌代谢产物作用于真菌,还是竞争,或是通过菌丝接触重寄生等)。
对峙实验一般先接种链霉菌,使其开始生长再接种真菌。目前发表的研究中几乎没有探究不同培养基对链霉菌抑菌作用影响或者链霉菌对同种的不同镰刀菌菌株抗菌活性差异的实验。
皿内对峙实验没有标准的方法(病原菌没有标准菌株、两个菌株接种距离、对峙培养时间、培养基等都不固定),所以很难比较两个不同研究的皿内对峙结果,总结发表的文章中生防链霉菌对禾谷镰刀菌的抑制率,低的小于20%,高的在60-90%之间。其中一个研究表明,133株链霉菌中,只有6株对镰刀菌有抑制作用,并且只对F. culmorum效果尤为明显,而对F. moniliforme, F. sporotrichoides, F. graminearum和F. proliferatum抑制作用不明显。
3. 抗真菌作用机制的评估
这不得不涉及活性化合物的鉴定,其中链霉菌发酵过程的参数(培养基,温度,pH,时间,转速等等)各不相同。有的在固体培养基上才代谢活性化合物,在液体中则没有,所以各个条件都需要优化。
纯化化合物首先是得到粗提混合物,一般生防菌机制不是单一的,起作用的代谢产物也不是单一的,很多研究收集菌株发酵液,可以纯化得到多种对镰刀菌有抑制作用的化合物。另外,活性代谢产物还需要考虑挥发性化合物,它们可以用作熏蒸剂,可以增加真菌细胞膜的渗透性。
4. 生防制剂盆栽实验
实际的使用时,生防菌会面临植物、病原菌、非生物因素等的影响,所以验证生防菌在盆栽实验中的效果很重要,还需要考虑生防菌接种方式对效果的影响。
有些实验处理种子或小麦穗等植物不同位置,均有效果,说明生防链霉菌在小麦生长不同阶段和部位都可以不同程度防治镰刀菌病害。
总而言之,这部分实验影响因素比皿内对峙实验更多,尽可能考虑到主要因素并设计实验。同时测定指标除了与病害指数,真菌毒素相关的外,还应测定植物生长相关的指标(发芽率、促生作用、系统免疫等)。
5. 链霉菌对真菌毒素代谢的影响
正如昨天的推送所说,实验中还应该测定真菌毒素的含量。因为减轻了发病严重程度不一定相应地降低了真菌毒素的含量。有的实验中的生防菌只降低了DON含量,对病害没有控制作用;有的既降低了病情指数,又降低了毒素含量;有的在抑制病害发生的同时,刺激了真菌产生更多的毒素。
所以在进行生测,记录病情指数的实验中,最好再测定真菌毒素含量,并进行分析比较。
参考文献
Colombo, E.M., Kunova, A., Cortesi, P.,Saracchi, M., and Pasquali, M. (2019) Critical Assessment of Streptomyces spp. Able to Control Toxigenic Fusaria in Cereals: A Literature andPatent Review. International Journal ofMolecular Sciences 20: 6119.
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