一株假单胞菌及其在番茄青枯病与土壤健康中的应用
本发明属于微生物学,尤其涉及一株假单胞菌及其在番茄青枯病与土壤健康中的应用。
背景技术:
1、番茄(
solanum lycopersicum)作为全球范围内种植面积与产量仅次于马铃薯的重要蔬菜作物,其生产安全直接关系到农业经济与粮食供给。然而,受全球气候变化影响,极端天气频发,作物生长环境日趋复杂,番茄面临日益严峻的病害压力,导致植株发育受阻、果实品质下降及产量锐减,进而引发严重的经济损失。在众多病害中,由青枯菌(
ralstonia solanacearum)引发的细菌性青枯病被公认为最具破坏性的土传病害之一,严重制约番茄产业的可持续发展。该病原菌具有极强的环境适应能力,主要通过带菌土壤进行传播,可在病株残体中以腐生状态长期存活,越冬期可超过14个月。其侵染途径多样,包括借助雨水飞溅、灌溉水流、农事操作工具以及地下害虫机械携带等方式,经由根系或茎基部的自然伤口或损伤部位侵入寄主植物。
2、目前,针对该病害的防控策略强调综合治理,涵盖种植抗病品种、实施非寄主作物轮作、调节土壤理化性质(如改良结构与酸碱度),以及引入拮抗微生物(如特定细菌、真菌)或捕食性生物(如寄生线虫)等生物防治手段,以抑制病原菌的增殖与扩散。然而,由于
r.
solanacearu具备在土壤中持久定殖的能力,且传播途径广泛,传统依赖化学杀菌剂的治理方式不仅难以实现根除,反而易诱发病原菌抗药性,同时带来环境污染与生态风险,因而其应用受到诸多限制,亟需发展更为安全、高效、可持续的防控技术体系。近年来,生物防治逐渐成为青枯病的热点研究方向。特别是植物源微生物、益生菌等在防治中的应用获得广泛关注,生物防治有望成为化学农药的有效替代品。
3、在众多根际细菌中,假单胞菌属(
pseudomonas)是土壤生态系统及植物根际微生物组中的优势类群之一。该属微生物可通过多种机制发挥植物促生与病害抑制作用。其一,通过占据生态位点、竞争铁离子等资源,限制病原菌的定殖空间;其二,合成具有抗菌活性的次级代谢产物,实现对病原体的直接抑制。摩拉维亚假单胞菌(
pseudomonas
moraviensis)最初自捷克共和国公路沿线土壤样本中分离获得,分类学上归属于假单胞菌科假单胞菌属,典型模式菌株包括dsm 16007等。该菌种具有较强的环境适应能力,广泛存在于多种生境中,如农田土壤、植物内生组织等。已有研究表明,该物种部分菌株具备植物促生与病害抑制双重功能。
4、尽管如此,现有
p. moraviensis相关研究仍存在明显不足:(1)针对番茄青枯病的直接生防效果验证较少,且多数停留在平板拮抗或短期盆栽阶段;(2)缺乏对菌株在番茄根际长期稳定定殖(≥45天)能力的系统评价;(3)鲜有同时兼顾“直接抑菌+诱导植物防御酶系+改善土壤理化性质与酶活性”多机制协同作用的报道。生防菌定殖不稳定、功能单一、持效期短等问题,仍是制约其规模化应用的关键瓶颈。因此,筛选并鉴定一株兼具强根际定殖能力、多机制协同抑菌、显著改善土壤健康(提升全氮、全磷、全钾、速效钾含量及磷酸酶、脲酶、蔗糖酶等关键酶活性)的
p. moraviensis优良菌株,对于构建高效、可持续的番茄青枯病生物防控与土壤健康调控技术体系具有重要理论意义与应用价值。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一株假单胞菌及其在番茄青枯病与土壤健康中的应用。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:
3、第一方面,本发明提供了一株摩拉维亚假单胞菌(
pseudomonas moraviensis)t19g,所述摩拉维亚假单胞菌t19g保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为cgmcc no.35227,保藏日期为2025年7月14日。
4、优选地,所述摩拉维亚假单胞菌t19g接种于番茄根际时,在接种后60天仍保持不低于1×10^7 cfu/g的活菌数量。
5、第二方面,本发明提供了一种用于防治番茄青枯病和/或改善番茄根际土壤健康的微生物菌剂,所述微生物菌剂包括如权利要求1所述的摩拉维亚假单胞菌t19g和农业上可接受的辅料。
6、优选地,所述微生物菌剂中所述摩拉维亚假单胞菌t19g的活菌浓度为1×10^6~1×10^10 cfu/ml或cfu/g;
7、所述农业上可接受的辅料选自载体、保护剂、稳定剂、填充剂或助剂中的一种或多种;
8、所述改善番茄根际土壤健康包括提高或恢复土壤有机质、全氮和全钾中的至少一种,和/或提高土壤磷酸酶、过氧化氢酶和琥珀酸脱氢酶中的至少一种酶活性。
9、第三方面,本发明提供了上述的摩拉维亚假单胞菌t19g在制备防治番茄青枯病的抗菌制剂中的应用。
10、优选地,所述番茄青枯病由青枯菌侵染引起;所述摩拉维亚假单胞菌t19g通过抑制青枯菌生长、降低青枯菌在番茄组织中的定殖或限制青枯菌扩散实现病害防控;
11、所述抗菌制剂中,所述摩拉维亚假单胞菌t19g的活菌浓度为1×10^6~1×10^10cfu/ml或cfu/g。
12、第四方面,本发明提供了上述的摩拉维亚假单胞菌t19g在制备改善根际土壤健康的调节剂中的应用。
13、优选地,所述改善根际土壤健康包括提高根际土壤有机质、全氮、全钾含量,和/或提高根际土壤磷酸酶、过氧化氢酶、琥珀酸脱氢酶a、脲酶、蔗糖酶或蛋白酶活性。
14、第五方面,本发明提供了一种防治番茄青枯病的方法,包括如下步骤:
15、将含有权利要求1所述摩拉维亚假单胞菌(
pseudomonas moraviensis)t19g的菌悬液施用于2~3叶期番茄幼苗的根际土壤,所述菌悬液中摩拉维亚假单胞菌t19g的活菌浓度不低于1×10^7 cfu/ml,所述菌悬液的施用量为每株番茄幼苗10 ml;
16、所述菌悬液通过抑制青枯菌的生长和繁殖、降低青枯菌在番茄根际和植株组织中的积累,防治由青枯菌侵染引起的番茄青枯病。
17、第六方面,本发明提供了一种调节青枯菌胁迫下番茄根际土壤环境的方法,包括如下步骤:
18、在番茄幼苗受到青枯菌侵染后,向所述番茄幼苗的根际土壤灌施含有权利要求1所述摩拉维亚假单胞菌(
pseudomonas moraviensis)t19g的菌悬液,所述菌悬液中摩拉维亚假单胞菌t19g的活菌浓度不低于1×10^7 cfu/ml,灌施量为每株番茄幼苗10 ml;
19、所述调节青枯菌胁迫下番茄根际土壤环境包括提高根际土壤的有机质、全氮和全钾中的至少一种,和/或提高根际土壤的磷酸酶、过氧化氢酶、琥珀酸脱氢酶a、脲酶、蔗糖酶和蛋白酶中的至少一种的活性。
20、本发明的有益效果在于:
21、本发明筛选并获得了一株具有优异生防性能的摩拉维亚假单胞菌(
pseudomonas
moraviensis)t19g,并提供了其在防治番茄青枯病及改善根际土壤环境中的应用。与现有生防菌株存在根际定殖能力不足、作用持续时间短及功能单一等问题相比,本发明所述t19g具有显著的根际适应能力和长期定殖优势,接种于番茄根际后能够持续保持较高水平的菌群数量,为其发挥持续生防作用提供稳定基础。
22、本发明所述t19g对番茄青枯菌具有显著抑制作用,能够通过产生具有抑菌活性的胞外代谢物、细菌素相关活性物质以及多种次级代谢产物,对青枯菌生长产生抑制效果。同时,t19g活菌处理表现出高于单一菌体组分和胞外产物理论叠加效应的协同抑菌特征,说明其具有多组分协同作用机制,可有效降低青枯菌在番茄根际及植株组织中的积累。
23、此外,本发明提供的t19g微生物菌剂不仅能够用于番茄青枯病防治,还能够改善青枯菌胁迫条件下的根际微生态环境。施用t19g后,可促进根际土壤有机质、全氮和全钾等养分指标恢复,并提高磷酸酶、过氧化氢酶、琥珀酸脱氢酶a、脲酶、蔗糖酶及蛋白酶等关键酶活性,从而增强根际土壤生态功能。
24、综上,本发明所述摩拉维亚假单胞菌t19g兼具稳定根际定殖、直接抑菌、多机制协同防控及根际环境调控等优势,能够有效克服传统化学防治易产生抗性和生态风险的问题,为番茄青枯病绿色防控及土壤健康调控提供了一种安全、高效且可持续的微生物技术方案。
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