维普资讯 http://www.cqvip.com ２４· 福建稻麦科技２００４年６月（Ｊｕｎ．２００４） 植 物 保 护· 关于噬菌体在防治水稻白叶枯病上的研究 田波Ｉ李卫 周世力。ｔ‘ （１．江汉大学医学与生命科学学院，湖北武汉４３００５６；２．湖北大学生命科学学院，·湖北武汉４３００６２） 擒要：培育抗白叶枯病菌的水稻品种，是公认的防治水稻白叶病的一条有效途径。但由于水稻抗性基因单一，容易导致对该 病抗性的脆弱；化学防治方法的效果不理想，且易造成环境污染。因此，急需探索一条有效、安全、廉价的新途径。本研究从 生物防治的角度出发，建立了一套新的技术体系，利用噬菌体来防治水稻白叶枯病。结果显示，特殊的病原噬菌体能够显著地 降低水稻白叶枯病的发病率。 关键词：水稻白叶枯病；噬菌体；生物防治 中圈分类号：８４３５．１１１．４ ４－７文献标识码：Ａ文章编号：１００６一卯９９ Ｉ２００４）０２—００２４一ｏ３ Ｓｔｕｄｉｅｓ Ｏｎ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｒｉｃｅ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｂｌｉｇｈｔ ｗｉｔｈ ｐｈａｇｅｓ ＮＢ０ Ｕ ：烈ｒＳ 一 （１．Ｃ。１ｌｇｅ ｏｆＭｅｄｉｃａｌ ａｎｄ ｌｉｒｅ ｓｃｉｅｎｃｅ，ＪｉａｎｇｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ４３００５６； ２．Ｃｏｌｌｇｅ（】ｆ Ｌｉｆｅ ｓｃｉｅｎｃｅ ｓｃｈｏｏ１．Ｈｕｂｅｉ Ｕ ｖｅｒｓｉｔｙ ４３００６２） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔｉｓ ａ。ａ嘲ｍ ｂｅｌｌｅｌｄ ｄｌｅＩＴａ０ｓｔ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｔｕｍｐｙ‘ａｒｔｈｅ ｃｏｎｔｏｌｒ ｏｆｔｈｅ Ｂ旧ｌｃｔ ａｌ ｂｌｉｇｈｔｄｄｅｅ∞ｕ ｂｙ ＩＩ吐ｈｃｍ∞鹪管ｍｅｐｖ． ｉｓｂｒｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｒｅｓｉ￣ｔｖａｒｉ．ｅｔｉｅｓ．Ｔｈｅｌｒａ三 ｏｆｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｒｉｃｅ ｖａｒｉｅｔｉｅｓｉｎ ｕｓｅｉｓｄｕｅ∞ｓｉｍｐｌｉｃｉｔｙ ｏｆ ｒｅｓｉｓｔａｎｔｇｅｎｅ ｈａ，ｈ￣ｅｄ．Ｃｈｅｍｉｃａｌ衄Ｉ－ ｈａｓａｌｓｏ ｂｅｅｎ附ｅｄ∞ｂｅｉｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅ∞“ｓ ｄｉｓｅａｓｅ ａｎｄ ｃａｕｓｅｓ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．Ａｎｅｆｅｃｔｉｅ。ｃｈｅａｐ ｖａｎｄ ｓａｆｅｍｅｄｘｘｉｉｓ ｕｒｇａｎｔｌｙｎｅｅｄｅｄ‘ａｒｔｈｅ衄Ｉ－ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｂｌｉｇｈｔｄ ｒｉｃｅ．Ｉｎ吐Ｉｉｓ ｓｔｕｄｙ，ａｔｅｃｈｎｉｃａｌ 阳ｎｆｏｒｔｈｅ ｂｉｏｌｃｅ，ｌｃａｌ ｏｏＩ胁Ｉ ｏｆｍ．培ｄｉｓｅａｓｅｗｉｄｌ Ｐｈａｇｅｓ、哪ｅａｔａｂｌｉ￣ｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｔｈａｔ印 — ｏｆ阳 ｎ ｃａｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅ ｄｉｓｅａｓｅｄ ｐｌａｎｔ腓ｃａｕｓｅｄ ｂｙｔｈｅ阳ｄｌ∞嘶ａｎｄ ｏｏＩ胁Ｉｔｈｅ ｄｉｓｅａｓｅｅｆ￣Ｊｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＢｌＩｃｌ班ｉａｌ ｂｌｉｇｈｔ ｏｆ ｒｉｃｅ；￣ｌｓｇｅ：Ｂｉｏｋｇｉｃａｌ￣ｏｎｔｒｏｌ 水稻白叶枯病是威胁我国水稻生产的一种重 要的细菌性维管束病害。在华南、长江流域主要 稻区，受害尤为严重，造成大面积水稻歉收川。 虽然通过选育抗病品种来控制水稻白叶枯病，使 水稻品种对白叶枯病的抗性有较大的提高，但是， 抗性基因资源有限，所利用的基因单一，抗源过 的生物防治目的，既可以克服和延缓化学农药抗 性、保持农田生态平衡，又可以克服菌群变异导 致的抗性丧失，可望获得良好的经济、社会和生 态的综合效益，同时也为其它作物细菌性病害的 防治探索一条新途径。 １材料与方法 １．１病原菌的培养和菌液制备 水稻白叶枯病菌（ ，ｌ口ｓ ０ ｅ加．Ｏ－ ｒｙｚａｅⅣ型菌，由华中农业大学土化系提供），活 于集中，遗传变异狭窄则容易出现该病抗性的脆 弱。另一方面，近一个世纪的研究尚未找到防治 水稻白叶枯病经济有效的化学农药［２ｌ。在目前这 种对水稻进行抗白叶枯病遗传改良和化学防治还 面临巨大压力的情况下，本研究采用水稻白叶枯 病的噬菌体抑制该病菌，实现省时省力和无污染 化两次后，生化培养箱中保持２６℃培养，取２ｄ 龄菌苔，用蒸馏水稀释成浓度约为ｔｏｓ个／ｍｌ的菌 液，即配即用。 收稿日期：２０Ｏ４…０３ １５ ＊通讯作者 治，特别是纹枯病和稻粒黑粉病。在破口期每公 黑粉病菌的扩散，保持谷粒色泽，提高制种产量。 ２．５去杂保纯．确保种子质量 是把好双亲亲本质量关；二是防止串粉， 顷用瘟曲真星１５包兑水喷雾，能有效地减轻稻粒 严格大田隔离条件；三是在母本始穗前彻底清除 父母本行中的杂株；四是在收割、晒种、贮藏、 收购、运输等环节上防止人为混杂或机械混杂。 维普资讯 http://www.cqvip.com 福建稻麦科技，２００４，２２（２） ·２５ · １．２噬菌体提取液的制备 率可控制在３８％以下，说明噬菌体可以有效地抑 制水稻白叶枯病菌的致病效果，对白叶枯病起到 有效的抑制作用。 当病原菌处理与噬菌体处理间隔时间延长时， 随着病情发展的深入，噬菌体抑制病原菌发病率 的效果也逐渐变弱。说明噬菌体对病原菌的抑制 取ｌｍｌ在液体培养基中培养的水稻白叶枯Ⅳ 型菌菌液和ｌｍｌⅣ型菌的噬菌体液（浓度约１０ｚ０ 噬菌斑／ｍ１）于３５ｍｌ液体马铃薯半合成培养基３ 中，（２６±１）℃过夜震荡培养。培养液加１０％三 氯甲烷，震荡１０ｍｉｎ后，３０００ｒｌａ＇ｎ离心２０ｍｉｎ，上 清液即为噬菌体提取液。 １．３水稻材料实验室培养和处理方法 １．３．１剪叶处理在实验室中盆栽水稻（汕优６３， 由湖北省种子公司提供），培养温度（２６±１）℃， 每日照光１４ｈ。光强为８０ｕｍｏｌｍ一２ｓ～。秧苗长到 二叶一心期时，用剪刀蘸取如下试剂对第二叶尖 进行剪叶处理：①蒸馏水：②蘸菌液剪叶尖处理 ２、４、６、８ｄ后蘸噬菌体液剪叶尖处理；③噬菌 体处理３ｄ后菌液处理。 １．３．２剪根处理 同上条件培养水稻秧苗至二叶 心期时，剪去部分根尖。在噬菌体提取液中浸 根１ｈ，继续培养，２、４、６、８ｄ后。用剪刀蘸取 菌液对第－－，ｔ尖进行剪叶处理。 １．３．３浸种处理 水稻种子浸种１ｄ后。加入噬 菌体提取液继续浸种１ｄ，培养条件同上。秧苗长 到二叶一心期时，用剪刀蘸取菌液对第－－，ｔ尖进 行剪叶处理。以上每个处理至少重复３次。 １．４田间处理 汕优６３水稻田０．３３ ，在水稻孕穗期用如 下试剂喷雾或剪刀蘸取试剂对剑叶叶尖进行剪叶 处理：１）病原菌剪叶３、６、９ｄ后噬菌体喷雾处 理；２）病原菌剪叶３、６、９ｄ后噬菌体剪叶处理； ３）噬菌体剪叶３、６、９ｄ后病原菌剪叶处理；４） 噬菌体喷雾３、６、９ｄ后病原菌剪叶处理。 １．５病情调查 实验室处理第１２ｄ后进行病情调查。病斑长 度超过１／２叶长为重感，病斑长度为１／３～１／２为 中感，病斑长度小于１／３为轻感。发病率（％） （重感叶数＋中感叶数＋轻感叶数）／总处理叶 数×１００％。田间试验２０ｄ后统计病株率。 ２结果与分析 ２．１实验室噬菌体对白叶枯病的防治作用 ２．１．１ 噬菌体对病原菌发病率的抑制作用 从图１可见，Ⅳ型菌对汕优６３具有较强的感 染能力，菌液处理可使其发病率高达９５％。但菌 液处理不同时间后噬菌体处理可使发病率不同程 度地下降，其中菌液处理６ｄ内噬菌体处理。发病 作用需要在病原菌感染后及时进行处理，当病原 菌感染使植株已经表现病症时再进行处理，则噬 菌体的抑制效果不如及时处理的明显。 １００ 褂８０ ６０ ４０ ２０ ０ ｃｋ ２ ｃ１ ４ｄ ６ｄ ８ｄ 病原菌与噬菌体处理的时间间隔 圉１感病不同时间后噬菌体对病原菌的抑制作甩 ｇ．１ Ｔｈｅ ｉａｈｌ￣Ｕｏｎ ｅｆｆ￣ｔ ０ｆ ｐｈａｇｅｓ ＯＲ ｐ｜Ｉｕ均ｇ阻ｉｎｔ￣ｔｉｏｎ ｂｙ ｄｉｔ－ ｒｅｒｅｎｔ ｄＩ唯 ２．１．２噬菌体对水稻白叶枯病的预防作用 由表１可见。噬菌体剪叶预处理３ｄ后再用病 原菌处理。能将病原菌处理的发病率由９５％降至 ０。能十分有效地预防水稻白叶枯病的发生。水稻 种子破胸露白时用噬菌体浸种处理，能对幼苗期 间水稻白叶枯病起到有效的预防作用。 表１噬菌体处理对水稻白叶枯病发病率的影响 ＴａｂＩｅ１ ￣ｘ－ｖｍｔ ｅ ０ｆ 。ｍｍｎｇ Ｗｕｈ ｐ 恤 ｈｄ 发病率（Ｒａｔｅ ｏｆ￣ｍａｓｅｄ ｐｌａｎｔａ％） 处理 Ｔｒｅａｍ￣ｅｎｔ 蒸馏水一菌液 噬菌体一菌液 ￣ｌｌｅｄ吼缸一Ｐａ衄匝Ｐ＇ｌ棼一Ｐａ￣ｅａ 注：不同的字母表示在０．０５水平差异显著（Ｉ￣ｌｃａｌｌ’ｓ 多重分析），下同。 用噬菌体提取液浸泡剪去部分根尖的秧苗根 部，２、４、６、８ｄ后再用菌液剪叶，由表２可见。 这种噬菌体的预处理能有效地预防病原菌的致病 作用，但随着预处理与病原菌处理时间间隔的延 长，预防作用的效果也减弱。田间秧苗移栽时。 不可避免地造成根部受伤，这时如果用噬菌体提 维普资讯 http://www.cqvip.com ２６· 取液进行预处理后再插秧，就能对早期白叶枯病 起到一定的预防作用。 表２噬菌体浸根对水稻白叶枯病发病率的影响 Ｔ矗ｂＩｅ２ １ｋ Ｐｒ嘲珊ｔｄ ０ｆ 一蛐 Ｉｈ 佃阳ｔ ｂａｄｅ凼 处理 噬菌体噬菌体一菌液Ｐｈａｇｅ－Ｐａｔｌｘ￣ｅｎ Ｔｒｅａｕｎｅｎｔ Ｒａｔｅ ｏｆ点病率 ）， ｄｉＳｅａ ａ施（％） ，、０ ４～…０．２ａ ５２．～５ｂ ７…１．６ｃ ８…４．１‘ ｄ ２．２田间噬菌体对水稻白叶枯病的防治作用 图２中。处理１为病原菌剪叶处理，处理２、 ３和４分别为病原菌剪叶处理３、７、１０ｄ后噬菌体 喷雾处理；图３中，处理１为病原菌喷雾处理， 处理２、３和４分别为病原菌喷雾处理３、７、１０ｄ １ｏｏ ８０ ６０ 羹４０ ２０ ０ ｌ ２ ３ ４ １ Ｚ ３ ４ 图４噬菌体喷雾不同时间后病原菌剪叶 ３讨论 由水稻白叶枯病菌引起的水稻白叶枯病是一 种维管束细菌性病害，病原菌通过伤口或排水器 的小孔进入导管，充分增殖后进入维管系统，阻 碍蒸腾作用，因此，内吸性制剂杀菌效果较好。 由于噬菌体对相应细菌具有追踪性，在寄主细菌 体内繁殖，可随寄主细菌而进入植物体内，具有 “内吸传导”的特点［４】，尤为适合防治维管束细菌 性病害。 尽管水稻在剪叶后能产生自身免疫作用，但 与蘸用蒸馏水剪叶作对照相比，研究仍然表明噬 菌体能对水稻白叶枯病起到有效的预防和抑制作 用。田间水稻白叶枯病的生物防治表明，在病原 菌感染的早期进行噬菌体处理，能明显地抑制病 情的发展，同时表明，在病原菌感染前的一个阶． 福建稻麦科技２００４年６月（Ｊａｎ．２００４） 后噬菌体喷雾处理。由此可见，病原菌对水稻汕 优６３有较强的感染力尤其是蘸用病原菌剪叶处理 能使水稻病株率高达９５％。然而，噬菌体无论是 剪叶处理还是喷雾处理，都能十分有效地抑制病 原菌对水稻的致病作用。 图４中。处理１为噬菌体喷雾处理，处理２、 ３和４分别为噬菌体喷雾处理３、７、１０ｄ后病原菌 剪叶处理。图５中，处理１为空白对照，处理２、 ３和４分别为噬菌体喷雾处理３、７、１０ｄ后病原菌 喷雾处理。由图可见，用噬菌体溶液喷雾或剪叶 预处理能预防由病原菌引起的白叶枯病的发生， 尤其是在病原菌感染前７ｄ噬菌体预处理，效果更 为明显。 ５ｏ ４０ ３０ 娄２０ ｌ０ ０ ｌ ２ ３ ４ 图３病原菌喷雾不同时间后噬菌体喷雾 ５０ ４０ ３０ Ｉ ｌ ０ 广＿１ ．１ ｌ ２ ３ ４ 图５噬菌体喷雾不同时间后病原菌喷雾 段内，噬菌体预处理能有效地预防白叶枯病的发 生。因此，在田间进行的研究中，可以结合噬菌 体对稻田白叶枯病的预测技术［５，根据预测的白 ５】叶枯病发生期，采取及时的防治措施。 参考文献 ［１］章琦．我国水稻白叶枯病基因的利用及策略［Ｊ］．植物保 护学报。１９９５。２２（３）：２４１—２４６． ［２］章琦．我国水稻白叶枯病抗性遗传的评价和利用［Ｊ］．中 国农业科学。１９９１。２４（３）：２６－－３６． ［３］伍尚忠．水稻白叶枯病及其防治［Ｍ］．上海科技出版社， １９８３。６：１８—２０． 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