玉米大斑病(Northern corn leaf blight)是由大斑刚毛座腔菌[Setosphaeriaturcica (Luttrell) Leonard and Suggs]引起的一种严重的叶枯性病害,是世界玉米产区分布较广、危害较重的主要病害之一。目前,玉米大斑病菌的防治以抗病品种的培育为主,辅以一定的栽培管理和化学防治,但是化学药剂防效不稳定,且易污染环境。因此,利用安全高效的生防菌防治玉米大斑病具有重要的现实意义。
本研究从吉林省洮南、人参地和长白山自然保护区采集土样,采用稀释涂布法分离放线菌,共获得527株。以玉米纹枯病菌、玉米大斑病菌、玉米灰斑病菌、稻瘟病菌、大豆核盘菌、尖孢镰刀菌、人参锈腐病菌、柑橘炭疽病菌为靶标菌,采用平板对峙法进行初筛,获得108株拮抗放线菌,选择抑菌效果最好的一株放线菌BZ45,采用抑制菌丝生长速率法、牛津杯法、抑制孢子萌发法对其发酵滤液的活性进行测定。结果发现,菌株BZ45对玉米纹枯病菌、玉米大斑病菌、玉米灰斑病菌、稻瘟病菌、大豆核盘菌、尖孢镰刀菌、人参锈腐病菌、柑橘炭疽病菌均有拮抗作用,抑菌圈直径大小为31.00~46.60mm;菌株BZ45的发酵滤液对8种病原真菌菌丝均有抑制作用,抑菌率为10.48%75.51%,其对玉米大斑病菌的抑菌圈直径为23.80mm,对玉米大斑病菌孢子萌发有较强抑制作用。
经过培养特征、形态特征、生理生化特性、16SrDNA序列测定及系统发育的分析,将菌株BZ45鉴定为壮观链霉菌(Streptomyces spectabilis)。
通过单因素试验和正交设计试验,确定其最佳发酵配方和培养条件为:果糖1.5%、蛋白胨3.0%、KH2PO40.1%、NaCl0.04%、CaCO30.1%,起始pH为7.2,种子液接种量为10%,250mL装瓶量50mL,培养温度为28℃,200r/min,摇瓶培养4d。
利用特异性引物扩增的方法,检测到放线菌BZ45基因组中存在聚酮合酶I型(PKS I)基因、非核糖体多肽合成酶(NRPS)基因,不含有聚酮合酶II型(PKS II)基因。产生的次生代谢产物有挥发性和扩散性,产生的酶有蛋白酶,还产生铁载体,不产生IAA和纤维素酶。