Antagonistic Bacterium JM-3 Against Strawberry Fusarium Wilt: Identification and Bio-control Efficacy

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2020-0246

Abstract

Abstract:

The objective is to clarify the taxonomic status of the antagonistic bacterium JM-3 against strawberry Fusarium wilt, and evaluate its control effect. The bacterium was identified through physiological and biochemical analysis and sequence alignment of 16S rRNA, gyrA and gyrB genes. Meanwhile, its bio-control effects were evaluated by antimicrobial activity, pot and field control efficiency test. Results show that the bio-control bacterium JM-3 is Bacillus velezensis, and its inhibition rate of plate confrontation to Fusarium oxysporum f. sp. Fragariae is 57.42%. Pot experiment shows that, 90 d after treatment, the control effect of bio-control bacterium JM-3 solid preparation on disease index of strawberry Fusarium wilt is 83.02%, higher than that of liquid preparation and carbendazim treatment, indicating the higher persistence of solid preparation. The result trend of field experiment is basically consistent with that of pot experiment. Sugar-acid ratio of strawberry fruit treated with liquid and solid preparation of bio-control bacterium JM-3 is 8.88 and 8.90 respectively, significantly higher than that of carbendazim treatment and CK. The experiment indicates that antagonistic bacterium JM-3 has excellent bio-control effect on strawberry Fusarium wilt, is helpful to improve strawberry fruit quality, and exhibits a good application prospect.

Key words: strawberry, Fusarium oxysporum f. sp. Fragariae, bio-control bacteria, control efficacy, fruit quality

CLC Number:

S436.639

JIANG Lili, SUN Shoumin, YANG Shuai, WU Chong, SUN Ruihong. Antagonistic Bacterium JM-3 Against Strawberry Fusarium Wilt: Identification and Bio-control Efficacy[J]. Journal of Agriculture, 2022, 12(7): 26-32.

Figures/Tables 12

References 28

[1]	田给林, 张潞生. 蚯蚓粪缓解草莓连作障碍的作用[J]. 植物营养与肥料学报, 2016, 22(3):759-767.
[2]	朱伟锋, 倪治华, 陆若辉, 等. 农作制度对设施草莓土壤化学性质的影响[J]. 农学学报, 2017, 7(3):31-36.
[3]	伊海静, 陈艳, 刘正坪, 等. 草莓枯萎病菌的分离鉴定及防治药剂筛选[J]. 西北农业学报, 2016, 25(4):626-635.
[4]	BI Y M, TIAN G L, WANG C, et al. Differential effects of two earthworm species on Fusarium wilt of strawberry[J]. Applied soil ecology, 2018, 126:174-181. doi: 10.1016/j.apsoil.2018.02.024 URL
[5]	吉沐祥, 成玮, 颜伟中, 等. 设施草莓绿色发展目标与“双减”增效关键技术[J]. 农学学报, 2018, 8(8):69-74.
[6]	姜莉莉, 王红艳, 夏晓明, 等. 草莓枯萎病菌抗戊唑醇突变体ZY-W的生理生化特性[J]. 农药学学报, 2012, 14(1):42-50.
[7]	黄建凤, 张发宝, 逄玉万, 等. 两株香蕉枯萎病拮抗细菌的筛选及抑菌机理[J]. 微生物学通报, 2017, 44(4):835-844.
[8]	高旭利, 李永腾, 刘文宝, 等. 利用生防细菌防治黄瓜根结线虫病研究[J]. 山东农业科学, 2018, 50(8):116-119.
[9]	卜春亚, 高菲, 靳永胜, 等. 草莓根腐病菌拮抗细菌GF-16的发酵条件研究[J]. 农学学报, 2013, 3(1):20-25.
[10]	SUN P P, CUI J C, JIA X H, et al. Isolation and characterization of Bacillus Amyloliquefaciens L-1for biocontrol of pear ring rot[J]. Horticultural plant journal, 2017, 3(5):183-189. doi: 10.1016/j.hpj.2017.10.004 URL
[11]	刘程程, 王媛花, 张雯婷, 等. 草莓炭疽病拮抗菌SKL108的分离、鉴定及拮抗活性[J]. 江苏农业科学, 2020, 48(10):125-130.
[12]	孙旺旺, 闫丽, 陈昌龙, 等. 生菜软腐和菌核病拮抗菌贝莱斯芽孢杆菌BPC6鉴定与防效[J]. 中国生物防治学报, 2020, 36(2):231-240.
[13]	王雨, 谭峥, 韦丹丹, 等. 贝莱斯芽孢杆菌HN-2的鉴定及对杧果炭疽病菌的抑菌活性研究[J]. 中国生物防治学报, 2020, 35(2):220-230.
[14]	靳振江, 曾鸿鹄, 李强, 等. 起源喀斯特溶洞湿地稻田与旱地土壤的微生物数量、生物量及土壤酶活性比较[J]. 环境科学, 2016, 37(1):335-341.
[15]	卢美欢, 李利军, 马英辉, 等. 埃吉类芽孢杆菌SWL-W8的鉴定及其对白菜软腐病的生物防治效果[J]. 农药学学报, 2020, 22(5):791-800.
[16]	董艳, 杨智仙, 董坤, 等. 施氮水平对蚕豆枯萎病和根际微生物代谢功能多样性的影响[J]. 应用生态学报, 2013, 24(4):1101-1108.
[17]	喻国辉, 牛春艳, 陈远凤, 等. 利用16SrDNA结合gyrA和gyrB基因对生防芽孢杆菌R31的快速鉴定[J]. 中国生物防治, 2010, 26(2):160-166.
[18]	李书颖, 朱天辉. 杜仲黑斑病菌(Pestalotiopsistrachicarpicola)拮抗细菌的分离和鉴定[J]. 微生物学通报, 2020, 47(2):469-480.
[19]	LA DUC M T, SATOMI M, AGATA N, et al. gyrB as a phylogenetic discriminator for members of the Bacillus anthracis-cereus-thuringiensis group[J]. Journal of microbiological methods, 2004, 56: 383-394. doi: 10.1016/j.mimet.2003.11.004 URL
[20]	陶永梅, 潘洪吉, 黄健, 等. 新型生防微生物因子贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)的研究与应用[J]. 中国植保导刊, 2019, 39(9):26-33.
[21]	张琼, ZABIHULLAH SHERZAD, 唐灿明. 贝莱斯芽孢杆菌SZAD1对大丽轮枝菌的生物防治效果[J]. 棉花学报, 2020, 32(4):329-338.
[22]	刘雪娇, 李红亚, 李术娜, 等. 贝莱斯芽孢杆菌3A3-15 生防和促生机制[J]. 河北大学学报:自然科学版, 2019, 39(3):302-310.
[23]	张小利, 潘洪吉, 陶永梅, 等. 贝莱斯芽孢杆菌NSZ-YBGJ001对草莓白粉病的防治效果研究[J]. 农药科学与管理, 2020, 41(4):53-56.
[24]	肖荣凤, 刘波, 唐建阳, 等. 哈茨木霉FJAT-9040生防菌剂固体发酵及其对苦瓜枯萎病的防治效果[J]. 中国生物防治学报, 2015, 31(4):508-515.
[25]	黄洁雪, 王晓琳, 邬劼, 等. 添加有机物料的微生物生防制剂对草莓灰霉病的防治[J]. 中国生物防治学报, 2020, 36(5):802-810.
[26]	高旭利, 李永腾, 刘文宝, 等. 利用生防细菌防治黄瓜根结线虫病研究[J]. 山东农业科学, 2018, 50(8):116-119.
[27]	王星, 杨俊, 曹卫华, 等. 水稻细菌性条斑病生防菌株筛选和田间防治效果[J]. 中国生物防治学报, 2019, 35(4):648-654.
[28]	王夏雯, 孟佳丽, 刘永锋, 等. 解淀粉芽孢杆菌B1619对连作西瓜生长及枯萎病发生的影响[J]. 福建农业学报, 2019, 34(11):1302-1308.

基因	引物	序列(5’-3’)
16S	27F 1492R	AGAGTTTGATCCTGGCTCAG GGTTACCTTGTTACGACTT
gyrA	L100 R836	AAATCTGCCCGTATCGTCG GCGTCACGGCGR(AG)ATCTCAA
gyrB	UP1 UP2r	GAAGTCATCATGACCGTTCTGCAYGCNGGNGGNAARTTYGA AGCAGGGTACGGATGTGCGAGCCRTCNACRTCNGCRTCNGTCAT

基因	引物	序列(5’-3’)
16S	27F 1492R	AGAGTTTGATCCTGGCTCAG GGTTACCTTGTTACGACTT
gyrA	L100 R836	AAATCTGCCCGTATCGTCG GCGTCACGGCGR(AG)ATCTCAA
gyrB	UP1 UP2r	GAAGTCATCATGACCGTTCTGCAYGCNGGNGGNAARTTYGA AGCAGGGTACGGATGTGCGAGCCRTCNACRTCNGCRTCNGTCAT

项目	结果	项目	结果
V-P	+	革兰氏染色	+
明胶液化	+	接触酶	+
柠檬酸	+	氧化酶	+
淀粉水解	+	D-甘露醇	+
硝酸盐还原	+	吲哚	-

项目	结果	项目	结果
V-P	+	革兰氏染色	+
明胶液化	+	接触酶	+
柠檬酸	+	氧化酶	+
淀粉水解	+	D-甘露醇	+
硝酸盐还原	+	吲哚	-

处理		30 d		60 d		90 d
处理		病情指数	防效	发病率	防效	发病率	防效
1	JM-3菌液	3.33±1.15	66.67	6.00±2.00	68.97	8.67±1.15	75.47
2	JM-3固体制剂	2.67±1.15	73.33	4.67±1.15	75.86	6.00±0.00	83.02
3	多菌灵	2.00±0.00	80.00	5.33±1.15	72.41	8.00±2.00	77.36
4	对照 CK	10.00±2.00	-	19.33±1.15	-	35.33±3.06	-