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水稻稻瘟病生物防治研究进展

时间:2023-2-27 8:45:17 点击:

    水稻稻瘟病(Blast Fungus),是全世界稻区危害最严重的水稻病害之一,又名稻热病,俗称火烧瘟、吊头瘟、掐颈瘟等。该病一年四季均可对水稻造成危害,其危害遍及水稻的各个部位,有苗稻瘟、叶瘟、叶枕瘟、节稻瘟、穗颈瘟、枝梗瘟和谷粒瘟等。一般造成水稻减产10%~20%。以我国为例,20世纪90年代以来,该病的年发生面积均在380万hm2以上,年损失稻谷达数亿千克。

  目前,水稻抗瘟性品种的利用和化学农药的使用仍是防治稻瘟病行之有效的措施,但因抗瘟品种的单一化、稻瘟病菌生理小种遗传的复杂性和致病性的多样性以及化学农药的毒性和病原菌的抗药性,水稻抗瘟性品种和化学农药使用在生产上都受到一定的限制,为此,水稻稻瘟病的生物防治特别是生物农药的研究与开发是水稻生产可持续发展的需要。植物源和微生物源农药最能体现生物防治的特点,对环境的选择压力较小,且不易使靶标菌产生抗药性,因此,生物农药特别是海洋微生物源农药的研究将会为人们提供更安全更高效的抗水稻稻瘟病的途径。

1 生物农药与稻瘟病防治

  近年来,对农药的要求除了安全无毒外,还应对环境有较小的选择压力。生物农药最能体现生物防治的特点,它的作用靶标或对病原菌的作用一般都是多因子的,或称多效的,故不易使靶标菌产生抗药性。在保证水稻产量的前提下,生物农药的使用是不可缺少的:目前,对稻瘟病防治有效的抗生素:春雷霉素、春日霉素、Kasugamycin,灭瘟素-S、Blasticidin、庆丰霉素、891,其微生物来源分别是春日链霉菌、Streptomyces、kasugensis Umezawa、灰色产色链霉菌-S,Griseochromogenes Fukunaga、庆丰链霉菌、放线菌。生物农药按来源又可分为植物源生物农药和微生物源生物农药。

1.1 植物源生物农药

  Amadioha AC 发现,印度楝树(Azadirachtaindica,neem)种子的油浸提物、乙醇浸提物和冷水浸提物对稻瘟病在温室的防效较好,与0.1%a.i.多菌灵的防效等同。Rajappan K 也报道,印楝和pungam oil对稻瘟菌的菌丝生长有抑制。

  Lee SungEun等的研究结果表明,Piperlongum果的乙烷抽提物对稻瘟菌的抑制率为33%。胡新文等报道,萝卜种子抗真菌蛋白Rs-AFPs对稻瘟菌表现出很强的抑菌活性。

  我国的一种专利“稻瘟、纹枯防治一次净是用香椿屑浸出液作基液,黄柏屑浸出液为辅液,并配福尔马林、食盐及克霉灵杀菌剂精制而成,可以有效解决水稻稻瘟病、纹枯病的综合防治问题。据专利介绍,它的作用效果好、来年不复发。

  Cyclopenta作为对稻瘟菌生长有较强抑制效果的天然物质,来自东南亚的一种乔木Aglaia sp,是一种潜在的防治稻瘟病的生物农药。胡柯也报道,247种中国传统中药材中,42种对稻瘟菌孢子有抑制作用。

  虽然植物源农药发展成为工业用农药受到材料来源限制,但其为化学工业提供的一些新的化合物或前导化合物,则越来越受到化学家的重视。

1.2 微生物源生物农药

1.2.1 微生物源生物农药来源及应用 ①来自于芽孢杆菌。Yoshida S 报道,分离自健康桑树叶子的Bacillus amyloliquefaciens RC-2的发酵液对稻瘟菌生长有较好的抑制作用。彭化贤等从水稻根际得到208株细菌菌株对稻瘟菌有较好的拮抗作用,抑菌圈直径在20mm以上的就有65株,其中,包括蜡状芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌在内的一些芽孢杆菌属细菌防效较好。

  ②来自于假单胞菌。Kumar LP 报道,用分离自水稻根际的萤光假单胞菌ABPf-1处理水稻种子,可以显著地减轻稻瘟病。许煜泉等报道,从稻草茬中分离到一株假单胞杆菌JKD-2,水稻秧苗叶面喷洒其发酵液,能抑制稻瘟菌的感染,防治效果可达60%,该菌经稻草培养基诱导,能分泌一种胞外蛋白,其相对分子量约为13kDa。他还报道了1株假单胞菌能在低铁条件下与稻瘟菌存在一种营养竞争,从而抑制稻瘟病菌的生长。Kuo TM的研究结果表明,来自Pseudomonas aeruginosa PR3(NRRL B-18602)的一种新的不饱和脂肪酸7,10,12-trihydroxy-8(E)-octadecenoic acid(TOD)对抑制稻瘟菌有较好效果。

  ③来自于真菌。木霉属真菌在生物防治中扮演着重要角色。Ouazzani TA 研究报道,1株木霉菌在28℃和PH 4~6条件下,抑制稻瘟菌的效果最佳。Mouria A等的研究也表明,几种木霉属的真菌对稻瘟菌的抗生效果可达89%~100%,是有开发应用价值的生物防治真菌。Phellinsin A 是真菌Phellinus sp-PL3,产生的一种新的几丁质酶合成抑制剂,其分子量为358 kDa,分子式为C18H14O8;该化合物表现出对稻瘟菌有强抑制活性。

  ④来自于放线菌。Hong-Sik Oh等人利用定靶筛选方法(target-site-specific)获得了5株放线菌,其发酵物对稻瘟霉的分生孢子的萌发、生长和附着孢的产生有较强抑制作用,其中A5005、A5314两菌株的发酵液能显著减少温室的叶瘟病斑。据报道,来自Streptomyces sp-K96-0670的一种新的环肽抗生素Zelkovamycin,对稻瘟菌有效。

作者:王巧兰 郭刚 来源:河南农业科学
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