●朱虹 李丽云
大豆是世界上重要的经济油料作物，但其在生长过程中极易受各种病害侵袭，严重影响其产量及品质。其中，大豆镰刀菌根腐病是世界范围内大豆生产面临的重要病害之一，在大豆的整个生育期内均可发生。
近日，齐齐哈尔大学生命科学与农林学院植物病理学实验室负责人王芳团队筛选出一种优秀菌株，能够防控病害与促进生长，为大豆镰刀菌根腐病的生物防治提供了新思路。研究成果日前在线发表于《生物技术通报》。
大豆镰刀菌根腐病发病率高
“大豆镰刀菌根腐病是一种由镰刀菌属真菌引起的土传病害，从大豆苗期至成株期均可能发生。”王芳介绍，这种病害严重时甚至会影响侧根，阻碍大豆结荚、造成籽粒发育不良，导致减产。据统计，大豆镰刀菌根腐病在大豆产区的发病率普遍较高，重病地块发病率可达80%以上，严重影响大豆产业的健康发展。
然而，大豆镰刀菌根腐病的防治面临诸多难点。王芳说，该病害的病原菌种类多样，包括尖孢镰刀菌、禾谷镰刀菌等多种镰刀菌属真菌，且这些病原菌在土壤中腐生能力强，难以彻底根除。该病害的发生还受多种环境因素影响，如土壤温度、湿度、耕作方式、播种深度等，增加了防治的难度。此外，大量使用化学杀菌剂不仅成本高，还可能破坏土壤生态平衡，导致病原菌产生耐药性，进一步加剧防治的复杂性。
近些年，利用芽孢杆菌等土著微生物的拮抗特性抵御植株病害，已经成为农业病害防治的新策略。
是“抗病卫士”也是“营养专家”
两年前，王芳团队深入齐齐哈尔市、黑河市大豆镰刀菌根腐病发病区进行病害样本的调查取样，从染病的大豆根部样品中分离获得46株菌株，最终筛选出5株菌株。
经过一系列试验，团队发现其中一株编号为20-8的菌株展现出对多种镰刀菌的强大拮抗能力，特别是对引发大豆镰刀菌根腐病的主要病原菌——禾谷镰刀菌的抑制效果尤为显著。
通过16S rRNA序列分析、生理生化特性鉴定及形态学观察，团队最终确认这位“抗病卫士”为暹罗芽孢杆菌。实验结果显示，利用菌株20-8的稀释发酵液处理接种了病原菌的大豆植株，不仅成功将病情指数降低了32.64%，更实现了对大豆镰刀菌根腐病达46.08%的防治效果。
为了进一步探索菌株20-8的抗病机制，研究团队深入研究了不同浓度发酵液对禾谷镰刀菌的影响。团队发现，随着处理时间的延长或发酵液浓度的增加，该菌株对病原菌的抑制效果愈发显著——菌落直径减小、菌丝生长受阻、孢子萌发率降低。一系列现象表明菌株20-8正通过分泌蛋白酶、纤维素酶、葡聚糖酶等拮抗代谢物，以及挥发性化合物，对病原真菌实施精准打击，破坏其细胞膜与细胞壁结构，致其功能丧失、胞质泄漏，最终走向凋亡。
值得一提的是，菌株20-8不仅是一位出色的“抗病卫士”，还是“营养专家”，能促进植物生长。它具备溶磷、溶钾、固氮及产铁载体的能力，可通过转变土壤中营养元素的形态，提高植物根际养分的可利用性，为大豆生长提供源源不断的动力。
据《科技日报》
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