專利名稱：用于防治黃瓜霜霉病的摩加夫芽孢桿菌及其微生物菌劑的制作方法
技術領域：
本發明屬于農業微生物領域，具體涉及一種用于防治黃瓜霜霉病的摩加夫芽孢桿菌和含有該摩加夫芽孢桿菌的微生物菌劑，以及它們在防治黃瓜霜霉病上的用途。
背景技術：
黃瓜霜霉病是由古巴假霜霉菌(Pseudoperonospora cubensis Rostow)引起的侵染性氣傳病害，給黃瓜生產帶來巨大威脅。防治黃瓜霜霉病的方法主要有抗病育種、化學防治和生態防治(如高溫悶棚等)等。由于黃瓜霜霉病為多基因控制的數量性狀遺傳，抗病育種難以進行且抗性容易喪失；化學防治存在容易產生抗藥性和對人、環境污染的問題； 而生態防治的高溫悶棚需要黃瓜苗齡、長勢和天氣情況都合適的條件下才能進行，應用受條件限制。近年來，生物防治方法由于具有對人、畜安全，對環境沒有污染，且對防治對象的針對性強，效果好、成本低等優點，已成為防治黃瓜霜霉病的重要途徑。生物防治黃瓜霜霉病的方法包括利用植物提取物、植物的抗病性誘導和生防菌防治等。已報道的用于防治黃瓜霜霉病的植物提取物近10余種，但是植物提取物的提取過程繁瑣、生產成本高，人工合成單一物質使用后病原菌容易產生抗藥性缺點，使該方法難以應用。利用生防菌防治黃瓜霜霉病已報道有枯草芽孢桿菌ZH-8液體制劑(張淑梅等.生物技術.2004 (4))和非致病性鐮刀菌F047和F047B10 (楊猛等.西北農林科技大學學報(自然科學版)；2005年05期)。芽孢桿菌(Bacillus)具有分布廣、易分離培養、能產生抗逆性較強的芽孢、貯藏期長和使用方便等特點，是一種理想的生防微生物，相比其他類型的生防因子，更有利于菌劑的生產，劑型加工，在環境中存活、定殖與繁殖。因此，篩選對病原菌具有抑制作用的芽孢桿菌是防治有關植物病害的最有效方法之一。

發明內容
本發明目的在于提供一種用于防治黃瓜霜霉病的摩加夫芽孢桿菌菌株，該菌株具有高效、廣譜殺菌活性等優點。本發明第二目的在于提供一種微生物菌劑。本發明第三目的在于提供上述微生物菌劑的制備方法。本發明第四目的在于提供上述摩加夫芽孢桿菌菌株在防治黃瓜霜霉病上的用途。本發明第五目的在于提供上述微生物菌劑在防治黃瓜霜霉病上的用途。本發明通過以下技術方案實現一種摩加夫芽抱桿菌(Bacillus mojavensis)菌株HMB20199,已于2011年12月 20日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號為CGMCC No. 5617。利用上述摩加夫芽孢桿菌HMB20199生產的微生物菌劑，其活性成分為摩加夫芽孢桿菌HMB20199菌體和它的胞外代謝產物。上述微生物菌劑可以為液體制劑。
上述微生物菌劑的制備方法，包括如下步驟菌種活化，種子液制備和發酵培養。上述微生物菌劑的制備方法，具體包括如下步驟(I)菌種活化將低溫保存的HMB20199菌株在LB平板培養基上活化，挑取單菌落在LB斜面培養基上30°C培養24 36小時，得活化的菌株；(2)種子液制備用無菌的接種環刮取一環步驟(I)活化的菌株接種到IOOmLLB 液體培養基中，在26 34°C、、搖床轉速為170 210rpm的條件下培養22 25小時，得種子液；(3)發酵培養按照體積比為O. 5% 3. O %的比例將步驟⑵的種子液接入到蔗糖豆餅粉培養基(PH值為5. 8 6. 2)中，在溫度為28 34°C、搖床轉速為170 210rpm 的條件下發酵培養36 54h，得發酵液；所述的蔗糖豆餅粉培養基，其組成成分及其重量百分比為:蔗糖 2. O 3. 0%，豆餅粉 I. 6 2. 4%，NaCl O. I O. 2%，CaCO3 O. I O. 3%， KH2PO4 O. 01 O. 03%和 MgSO4 · 7H20 O. 01 O. 03%，其余為水；(4)檢測發酵液中菌體和芽孢數量，待發酵液中成熟芽孢占到芽孢和菌體總數的 90%時，停止發酵培養；所得即為HMB20199菌株的液體制劑。上述制備方法步驟(2)和(3)中所述的溫度優選為30 32°C ;所述的搖床轉速優選為210rpm ;所述的培養時間優選為48h。所述的LB平板培養基、LB斜面培養基和LB液體培養基均按照常規方法制備。所述的蔗糖豆餅培養基的制備方法，按照重量百分比將蔗糖、豆餅粉、NaCl、 CaCO3> KH2PO4和MgSO4 · 7H20混合，再加水至所需體積，攪拌均勻即可。上述微生物菌劑，其摩加夫芽孢桿菌HMB20199的活菌數大于I. 03 X 109cfu/mL。所述的摩加夫芽孢桿菌HMB20199在防治黃瓜霜霉病上的應用。上述微生物菌劑在防治黃瓜霜霉病上的應用。本發明微生物菌劑的使用方法將上述所得微生物菌劑用水稀釋至活菌數為 107cfu/mL,于黃瓜霜霉病發病前進行葉面噴霧，即可達到控制黃瓜霜霉病的目的。HMB20199菌株的篩選分離過程菌株是河北省農林科學院植物保護研究所從河北省保定市蔬菜大棚的萵苣田土壤中分離得到的。2009年河北省農林科學院植物保護研究所從河北省保定市蔬菜大棚萵苣田中五點采集土壤，混勻后稱取5g放到250mL的滅菌三角瓶中，加入IOOmL無菌水，放到搖床上，170r/min振蕩30min，靜置2h，取上清液ImL加無菌水9mL，即成lOmLlO—2倍土壤微生物懸液，繼而將土壤懸液稀釋成10_3、10_4、10_5、10_6倍稀釋液，各濃度取200 μ L微生物懸液涂于LB和KB培養基平板上，每個濃度3次重復，在28°C恒溫培養ld_3d，進行細菌的分離和純化。并以黃瓜霜霉病為靶標，利用葉盤法進行生防菌的篩選。結果從中篩選出一個對靶標病害具有明顯防治效果的菌株，定名為HMB20199。HMB20199菌株的分類鑒定(I)形態特征鑒定在LB培養基上培養菌體為桿狀，培養IOh后產生芽孢，芽孢中生，橢圓形，孢囊不膨大，抗酸染色陰性，無伴孢晶體，能運動，鞭毛周生。在營養瓊脂平板上，培養初期菌落淡乳白色，膿狀，圓形，邊緣整齊，菌落隆起呈饅頭狀，表面濕潤；培養后期菌落淡黃色， 邊緣不整齊，表面干燥有褶皺；在營養瓊脂斜面上劃線培養，呈直線形；在液體培養基中靜止培養，表面形成白色菌膜。與《常見細菌系統鑒定手冊》(東秀珠等編著，科學出版社， 2001年)中描述的芽孢桿菌屬形態特征基本一致，初步判斷菌株HMB20199屬于芽孢桿菌 (Bacillus)。(2)利用16S rDNA序列鑒定分類以HMB20199的基因組DNA為模板，以F27和R1492為引物對16S rDNA進行PCR 擴增，所述的引物序列為F27 5，AGAGTTTGATCATGGCTCAG3，； (SEQ ID No 2),R1492 :5’ GGCTACCTTGTTACGACTT3’ ； (SEQ ID No 3)；16S rDNA 的擴增反應體系為 50 μ L:10XPCR Buffer (Mg2+) 5 μ L ； dNTPMixture(2. 5mM) 5 μ L ；Taq(5U/y L) I μ L, F27(10 μ mol/L) I μ L, R1492(10 μ mol/ L) I μ L ；HMB20199 的基因組 DNA 50ng ；ddH20 補足至 50 μ L。PCR 的反應條件為 95°C 5min ； 95°C 30s, 55°C 30s, 72°C I. 5min，30個循環-,1 TC IOmin0將所得PCR擴增產物進行凝膠電泳，將所得擴增片段送交上海生工生物工程有限公司測序，得到HMB20199的16S rDNA序列(見SEQ ID No 1) ο將所得HMB20199的16S rDNA序列在Genbank中進行同源性比較， 結果菌株HMB20199與芽孢桿菌屬的16S rDNA同源性達到99% (見圖2);構建系統發育樹(見圖1)，HMB20199與摩加夫芽孢桿菌聚合到一起，說明HMB20199屬于摩加夫芽孢桿菌 (B. mojavensis),并且是一個新菌株。(3)利用gyrB基因序列鑒定分類以HMB20199基因組DNA為模板，利用芽孢桿菌gyrB基因兼并引物gyrB_F和 gyrB-R為引物進行PCR擴增，得PCR擴增產物；其中所述的gyrB-F和gyrB-R引物的序列為gyrB-F :5，TTGRCGGHRGYGGHTATAAAGT3，，(SEQ ID No 5)gyrB-R :5，TCCDCCSTCAGARTCWCCCTC3，； (SEQ ID No 6)gyrB 的 PCR 擴增反應體系為 50 μ L:10XPCR Buffer (Mg2+) 5 μ L ；dNTP Mixture(2. 5mM)5 μ L；Taq (5U/μ L)I μ L；gyrB-F(10 μmol/L)I μ L, gyrB-R (10 μmol/ L)lyL ;HMB20199 基因組 DNA 50ng ;ddH20 補足至 50 μ L。PCR 的反應條件為 95°C 5min ; 95°C 30s, 55°C 45s, 72°C lmin，30個循環；72°C IOmin0將擴增產物送交上海生工生物工程有限公司測序，得HMB20199菌株的gyrB基因序列(見SEQ IDNo 4)。將獲得的HMB20199 菌株的gyrB基因序列在Genbank中進行同源性比較，同時利用MEGA軟件(Molecular Evolutionary Genetics Analysis,分子進化遺傳分析)構建系統發育樹。結果發現 HMB20199與摩加夫芽孢桿菌的gyrB基因序列同源性最高(見圖4)，達到99% ;構建系統發育樹(見圖3)，HMB20199菌株與摩加夫芽孢桿菌聚合到一起，說明HMB20199為摩加夫芽孢桿菌(B. mojavensis),并且是一個新菌株。(4)利用生理生化特征鑒定分類利用Biolog微生物自動鑒定系統可以測試菌株對95種碳源的利用情況從而進一步確定其種屬特征，從而進行分類。先將待測菌株的純培養菌落接入無菌水中，振蕩器震蕩制成細胞懸液，然后用多道移液槍接種于96孔GNIII鑒定板上培養，再用Biolog Microstation軟件讀取數據，確定碳源利用情況。通過與BI0L0G系統數據庫MicroLog software (Release Version 4.20.04)比對，可知待測菌株的分類。將HMB20199菌株送交中國農業大學，利用Biolog微生物自動鑒定系統進行鑒定分類，結果菌株HMB20199屬于摩加夫芽孢桿菌(B. mojavensis)。綜合以上形態特征、16S rDNA和gyr B基因序列同源性對比分析，以及生理生化特征鑒定的結果，可知HMB20199菌株屬于摩加夫芽孢桿菌(Bacillus mo javensis),并且和現有的芽孢桿菌菌株不同，是一個新菌株。本發明具有的優點和有益效果(I)本發明HMB20199菌株對防治黃瓜霜霉病特異性強，且防效高，平均防效在85%以上，為防治黃瓜霜霉病提供了一種有效的生物防治途徑；(2)利用本發明防治黃瓜霜霉病不易產生抗藥性；(3)本發明微生物菌劑對人、畜安全， 沒有環境污染問題；(4)本發明微生物菌劑制備方法簡單、成本低、使用方便。


圖I.為HMB20199菌株根據16S rDNA序列獲得的系統發育樹圖。圖2.為本發明HMB20199菌株與摩加夫芽孢桿菌R0-C-2菌株 (B. mojavensisR0-C-2)的16S rDNA基因序列同源性比較圖譜；其中摩加夫芽孢桿菌 R0-C-2菌株序列中表示與HMB20199對應位點的堿基相同，“g、a、C、t”表示摩加夫芽孢桿菌R0-C-2菌株序列中與HMB20199對應位點的堿基為g、a、C、t。圖3.為HMB20199菌株根據gyrB基因序列獲得的系統發育樹圖。圖4.為摩加夫芽孢桿菌HMB20199菌株與摩加夫芽孢桿菌R0_C_2菌株 (B. mojavensis R0_C_2)的gyrB基因序列同源性對比圖譜；其中摩加夫芽孢桿菌R0-C-2序列中表示與HMB20199對應位點的堿基相同，而“g、a、c、t”表示摩加夫芽孢桿菌R0-C-2 序列中與HMB20199對應位點的堿基為g、a、C、t。
具體實施例方式下面以具體實施例來進一步清楚地解釋本發明，但是不以任何方式構成對本發明的限制。下述實施例中的實驗方法，如無特別說明，均為常規方法；下述實施例中的百分含量，如無特別說明，均為重量百分含量。實施例IHMB20199微生物菌劑的制備，按照如下步驟進行(I)菌種活化將保存于_40°C的菌株HMB20199(摩加夫芽孢桿菌(Bacillus mojavensis)菌株HMB20199已于2011年12月20日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號為CGMCC No. 5617)在LB平板培養基(其組成成分及其重量比為胰蛋白胨lg，酵母提取物O. 5g，氯化鈉lg，瓊脂粉15g，水IOOOmL)上在30°C進行活化， 挑取單菌落在LB斜面培養基(其組成成分及其重量比為胰蛋白胨lg，酵母提取物O. 5g， 氯化鈉lg，瓊脂粉15g，水IOOOmL)上在30°C下培養24 36小時，得活化的菌株；(2)種子液的制備按常規方法制作LB液體培養基(其組成成分及其重量比為 胰蛋白胨lg，酵母提取物O. 5g，氯化鈉IgjK IOOOmL)，在250mL三角瓶中裝入LB培養液 IOOmL,高壓濕熱滅菌，待溫度降到室溫后，每瓶中接入步驟(I)中一接種環上述活化好的菌株，在搖床上進行振蕩培養，轉速190rpm，并在30°C下培養24h小時，得種子液；(3)蔗糖豆餅培養基的制備按照重量比將蔗糖30g，豆餅粉20g，NaCl lg, CaCO33g，KH2PO4 O. 2g和MgSO4 · 7H20 O. 3g加入水IOOOmL中，攪拌混合均勻，即得蔗糖豆餅培養基；分裝于500mL三角瓶中，每瓶200mL ;在121°C對蔗糖豆餅培養基進行滅菌30分鐘，再降溫到30°C備用；(4)發酵培養向步驟(3)所得每瓶蔗糖豆餅培養基200mL中接種步驟(2)所得種子液2mL ;在301、搖床轉速190rpm條件下進行發酵培養36h，以后每隔30分鐘從三角瓶中取樣進行鏡檢，對視野中的芽孢和總菌體數進行計數，并計算芽孢率；芽孢率達到90%時， 停止發酵培養；共發酵培養約45 50h，得摩加夫芽孢桿菌HMB20199的液體制劑。芽孢率的計算公式為芽孢率)=成熟芽孢數/ (成熟芽孢數+菌體數)X 100實施例2摩加夫芽孢桿菌HMB20199對黃瓜霜霉病防效的對比試驗(一 )試驗藥劑(I)微生物菌劑實施例I制備的HMB20199液體制劑，用水稀釋50倍。(2)化學藥劑嘧菌酯懸浮劑(250克/升)(英國先正達有限公司)；用水稀釋 1000 倍。(3)空白對照清水。( 二 )試驗方法本試驗2010年冬季在河北省農林科學院植物保護研究所的實驗室內進行。本試驗所用的黃瓜霜霉病菌來自河北省農林科學院植物保護研究所農藥應用技術實驗室，配制成孢子囊(I X IO5-L 5X IO5個/mL)的懸浮液，用于本試驗接種。取無病完整的黃瓜葉片，分別將其浸在(I)實施例I中制備的HMB20199液體制劑50倍稀釋液中；⑵化學藥劑嘧菌酯懸浮劑(250克/升)1000倍水稀釋液中；⑵空白對照清水中；I h后取出黃瓜葉片放入培養皿，在3 (TC光照培養箱中定殖一天，用打孔器打取直徑15mm的葉盤，放置在培養皿中，每皿10個葉盤作為一次重復，每處理重復四次。在每個葉盤中部滴加黃瓜霜霉病菌孢子囊懸浮液IOul ;在18°C光照培養箱中培養7 天，調查病級并且計算病情指數和防效。黃瓜霜霉病級別劃分標準和防效計算方法參照 《中華人民共和國國家標準農藥田間藥效試驗準則》(一)殺菌劑防治黃瓜霜霉病GB/T 17980. 26-2000(以下同)。(三)結果(見表I)摩加夫芽孢桿菌HMB20199液體制劑處理后黃瓜霜霉病病指 (11. 28)顯著低于空白對照清水處理后的病指(94. 17)和化學藥劑處理后的病指(78. 33)， 防治效果達到88. 02%，說明本發明摩加夫芽孢桿菌HMB20199及其微生物菌劑對黃瓜霜霉病具有很好的防治效果。表I摩加夫芽孢桿菌HMB20199對黃瓜霜霉病的防效對比試驗結果
處理病情指數防效(％)HMB20199液體制劑11. 28c88. 02化學藥劑78. 33b16. 99空白對照94. 17aO. 00 實施例3摩加夫芽孢桿菌HMB20199對黃瓜霜霉病防效的對比試驗
(一)、試驗藥劑(I)微生物菌劑實施例I制備的HMB20199液體制劑，用水稀釋50倍；(2)化學藥劑銀法利懸浮劑(687. 5克/升)(德國拜耳作物科學公司)，用水稀釋800倍；(3)空白對照清水。( 二 )、試驗時間和地點2010年12月在河北省農林科學院植物保護研究所人工
氣候室內進行。(三)試驗方法篩選飽滿的黃瓜種子，催芽至露白時播種于口徑為20cm的塑料花盆中，每個處理15盆(每盆2株)，重復3次。采用隨機分組排列方法放置。取長至3-4 片真葉、生長勢一致的黃瓜幼苗，在供試植株真葉的正反面上分3次均勻噴灑(I)摩加夫芽孢桿菌HMB20199液體制劑50倍稀釋液；(2)化學藥劑銀法利懸浮劑(687. 5克/升)的 800倍稀釋液；(3)空白對照清水。24小時后，噴霧接種黃瓜霜霉病菌(將實施例2中的黃瓜霜霉病菌接種于黃瓜新鮮葉片上繁殖而得)，接種濃度為5000-10000個孢子囊/毫升； 接種后在20°C -22°C培養室中保濕培養4-6天，待空白對照充分發病時調查發病情況，并計算病情指數和防效。(四)結果(見表2)摩加夫芽孢桿菌HMB20199液體制劑處理后黃瓜霜霉病病指 (13. 33)顯著低于空白對照處理后的病指(87. 78)，而與化學藥劑處理后的病指(5. 56)差異不顯著，摩加夫芽孢桿菌HMB20199對黃瓜霜霉病的防治效果達到84. 81 %，說明摩加夫芽孢桿菌HMB20199及其微生物菌劑對黃瓜霜霉病防治效果好。表2摩加夫芽孢桿菌HMB20199對黃瓜霜霉病防效的對比試驗結果
權利要求
1.一種摩加夫芽抱桿菌(Bacillus mojavensis)菌株HMB20199,已于2011年12月20 日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號為CGMCC No. 5617。
2.利用權利要求I所述的摩加夫芽孢桿菌HMB20199生產的微生物菌劑，其特征在于其活性成分為摩加夫芽孢桿菌HMB20199菌體和它的胞外代謝產物。
3.按照權利要求2所述的微生物菌劑，其特征在于為液體制劑。
4.按照權利要求2所述的微生物菌劑，其特征在于摩加夫芽孢桿菌HMB20199的活菌數大于 1. 03X 109cfu/mLo
5.權利要求2所述的微生物菌劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)將低溫保存的HMB20199菌株在LB平板培養基上活化，挑取單菌落在LB斜面培養基上30°C培養24 36小時，得活化的菌株；(2)用無菌的接種環刮取一環步驟(1)活化的菌株接種到IOOmLLB液體培養基中，在 26 34°C、、搖床轉速為170 210rpm條件下培養22 25小時，得種子液；(3)按照體積比為O.5% 3.0%的比例將步驟(2)的HMB20199種子液接入到蔗糖豆餅粉培養基中，在溫度為28 34°C，搖床轉速為170 210rpm的條件下發酵培養36 54h，得發酵液；所述的蔗糖豆餅粉培養基，其組成成分及其重量百分比為蔗糖2. O 3.0%，豆餅粉 1. 6 2. 4%，NaCl 0.1 0.2%，CaC03 0.1 O. 3%，KH2P04 O. 01 O. 03% 和 MgSO4 · 7H20 O. 01 O. 03%，其余為水；(4)檢測發酵液中菌體和芽孢數量,待發酵液中成熟芽孢占到芽孢和菌體總數的90% 時停止發酵培養；所得即為HMB20199菌株的液體制劑。
6.按照權利要求5所述的制備方法，其特征在于其步驟(3)中所述的溫度為30 32℃。
7.按照權利要求5所述的制備方法，其特征在于其步驟(3)中所述的搖床轉速為 210rpm ；
8.按照權利要求5所述的制備方法，其特征在于其步驟(3)中所述的培養時間為48h。
9.權利要求1所述的摩加夫芽孢桿菌HMB20199在防治黃瓜霜霉病上的應用。
10.權利要求2所述的微生物菌劑在防治黃瓜霜霉病上的應用。
全文摘要
本發明公開了一種用于防治黃瓜霜霉病的摩加夫芽孢桿菌(Bacillus mojavensis)菌株HMB20199，已于2011年12月20日保藏于中國微生物菌種保藏管理中心，保藏編號為CGMCC No.5617。本發明還公開了利用HMB20199生產的微生物菌劑及其制備方法。微生物菌劑的活性成分為摩加夫芽孢桿菌HMB20199菌體和它的胞外代謝產物。本發明HMB20199菌株對防治黃瓜霜霉病特異性強，且防效高，平均防效在85％以上；其次，利用本發明防治黃瓜霜霉病不易產生抗藥性；此外，本發明微生物菌劑對人、畜安全，沒有環境污染問題；本發明微生物菌劑制備方法簡單、成本低、使用方便。
文檔編號C12N1/20GK102586143SQ201210028098
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月9日 優先權日2012年2月9日
發明者李寶慶, 李社增, 郭慶港, 馬平, 鹿秀云 申請人:河北省農林科學院植物保護研究所