芝麻枯萎病拮抗菌的分离、鉴定及防效研究

由尖孢镰刀菌芝麻专化型(Fusarium oxysporum f.sp.sesami,FOS)侵染引起的芝麻枯萎病是芝麻生产上的重要真菌病害。为筛选出能够应用于芝麻枯萎病生物防治的拮抗微生物,利用采自我国不同省份(区)的芝麻、荩草和紫花地丁根际土壤样品进行微生物的分离、纯化及尖孢镰刀菌拮抗作用测定,并通过室内盆栽试验验证重要拮抗菌对芝麻苗期枯萎病的防控效果;进一步结合形态学观察、生理生化特性测定以及16S rDNA序列分析,开展了拮抗菌的分类鉴定。结果表明,在来源于我国6个省份(区)的33份土壤样品中,共分离获得细菌1077株、真菌515株、放线菌554株,筛选出对尖孢镰刀菌具有拮抗作用的细菌17株、真菌10株、放线菌51株。其中,细菌菌株SF3-33和SF4-11的拮抗作用最为显著,对尖孢镰刀菌的最大抑菌带均为1.0 cm;且其对由强致病性FOS菌株引起的芝麻苗期枯萎病的最大防效分别达到83.74%和63.13%。SF3-33和SF4-11菌株分别被鉴定为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)和皮奥显亚类芽孢杆菌(Paenibacillus peoriae)。综上,筛选出了大量拮抗尖孢镰刀菌菌丝生长的根际微生物,其中细菌菌株SF3-33和SF4-11能够显著减弱芝麻苗期枯萎病的发生,为进一步探索芝麻枯萎病生物防治技术提供了具有较好应用潜力的研究材料。

芝麻种间杂交亲和性差异及杂种生物学特征分析

【目的】探索芝麻不同种之间的杂交亲和性,分析其杂种的生物学特征,为芝麻野生种种质资源高效利用提供依据。【方法】以芝麻栽培种豫芝11号(S.indicum,2n=26)和S.latifolium(2n=32)、S.calycinum(2n=32)、S.angustifolium(2n=32)、S.radiatum(2n=64)等4个野生种为亲本材料,采用双列杂交方法,通过田间人工授粉配置不同种间组合;结合胚拯救方法获得种间杂种F。根据杂交结蒴率比较组合杂交亲和性;在盛花期和成熟期观察杂种植物学性状特征,利用Alexander染色法进行花粉粒育性鉴定。通过根尖细胞染色体涂片明确杂种染色体数目及特征。选用自主筛选的胡麻属特异多态性SSR引物,分析种间杂种分子标记差异。【结果】配置了5个芝麻种间的20个正、反交组合,共授粉2091朵花,获得杂交蒴果370个。发现以染色体数目多的种为母本更易获得远缘杂交蒴果。5个芝麻种之间杂交亲和性的变化范围为1.18%(S.radiatum×S.calycinum)—63.33%(S.calycinum×S.angustifolium)。共有9个杂交组合获得杂种F种子,F植株的花粉败育率为35.21%—100.00%,其中,S.calycinum与S.angustifolium杂交组合F的可育株比例最高,为87.68%。杂种F在株高、株型等性状方面均表现出明显的超亲优势。栽培种与各野生种的正反交杂种F在叶型、花型和花色表现出双亲的局部特征。栽培种芝麻(n=13)与具有n=16染色体组型的3个野生种的杂交亲和性依次为S.angustifolium>S.calycinum>S.latifolium;野生种S.radiatum(n=32)与n=16染色体组的3个野生种的亲和性依次为S.calycinum>S.angustifolium>S.latifolium。在5个种中,野生种S.calycinum与S.angustifolium的亲缘关系相对最近。获得的部分杂种植株根尖细胞染色体数目观察显示,杂种的染色体数目与理论值一致。利用3对多态性SSR引物对F植株的分子鉴定结果显示,真杂种比例为99.66%。杂种染色体核型和特异SSR标记结果显示出胡麻属不同种的遗传特征差异。【结论】胡麻属5个种之间的杂交亲和性差异显著,种间杂交后代杂种优势明显;S.calycinum与S.angustifolium的亲缘关系相对最近,可用于芝麻优异种质创制和远缘杂交育种研究;其他种间杂交存在着生殖隔离障碍,可采用胚拯救、分子标记利用等手段加强芝麻野生资源利用。