小麦茎基腐病生防菌的筛选与鉴定

Screening and identification of biocontrol against crown rot of wheat

摘要

为筛选能有效防治小麦茎基腐病的生防菌株，选用从新疆阿克苏沙漠土壤分离获得的52株微生物，首先采用平板对峙法筛选对镰孢菌具有广谱拮抗作用的菌株；然后结合16S rRNA基因、gyrB基因序列分析等对高活性菌株进行鉴定；最后，通过盆栽试验进一步评估其对小麦茎基腐病的防治效果。结果表明：高抑菌活性的菌株主要分布于链霉菌属（Streptomyces spp.）和博斯氏菌属（Bosea spp.），经系统分类鉴定分别为S. sioyaensis Y88、S. mexicanus Y98、B. thiooxidans Y139、S. scabiei Y185和S. cavourensis Y274；抑菌谱测定显示，Y88、Y98、Y139、Y185和Y274分别对10、3、11、10和11种植物病原真菌表现高抑菌率（>40.0%），分别可以抑制5、2、5、0和1种植物病原细菌生长；盆栽防效试验结果表明5株菌对小麦茎基腐病的防治效果为55.7%~65.0%，其中Y88防效最高，达65.0%，与化学药剂多菌灵无显著差异。此外，接种生防菌可显著缓解由假禾谷镰孢菌引起的生长抑制作用。总之，本研究筛选获得的5株生防菌，为小麦茎基腐病的绿色防控提供了可靠的微生物资源，也为后续活性菌株的筛选奠定了理论基础。

Abstract

In order to screen for biocontrol strains with highly effective antagonistic activity against Fusarium in wheat crown rot disease management， 52 strains obtained from desert soil in Aksu， Xinjiang were evaluated in this study. A plate confrontation assay method was used to identify strains with strong antagonistic activity against Fusarium. High‐activity strains were subsequently characterized using polyphasic taxonomy， including 16S rRNA and gyrB gene sequencing， in combination with physiological and biochemical characterization. The control efficacy of the strains against wheat crown rot was further evaluated in greenhouse experiments. The results indicated that strains with high inhibitory activity predominantly belonged to Streptomyces spp. and Bosea spp.， specifically identified as S. sioyaensis （Y88）， S. mexicanus （Y98）， B. thiooxidans （Y139）， S. scabiei （Y185）， and S. cavourensis （Y274）. Antiphytopathogenic activity tests revealed that Y88， Y98， Y139， Y185， and Y274 exhibited high inhibition rates （>40.0%） against 10， 3， 11， 10， and 11 plant pathogenic fungi species， respectively， and inhibited the growth of 5， 2， 5， 0， and 1 types of plant pathogenic bacteria species， respectively. In the greenhouse experiments， the five strains showed 55.7% to 65.0% of disease control efficacy against wheat crown rot， and Y88 demonstrated the highest efficacy （65.0%） among the five strains， which showed no significant difference compared to the chemical fungicide carbendazim. Furthermore， inoculation with these biocontrol strains significantly alleviated the growth inhibition caused by F. pseudograminearum. The five biocontrol strains obtained in this study provide reliable microbial resources for the eco-friendly management of wheat crown rot.

Graphical abstract

关键词

镰孢菌属 / 小麦茎基腐病 / 生防菌 / 鉴定

Key words

Fusarium spp. / wheat crown rot / biocontrol / identification

镰孢菌属（Fusarium spp.）是危害全球作物的关键病原真菌之一，在亚洲、非洲、美洲、欧洲及澳大利亚等多种农业生态区均造成重大作物损失^［1］。该属真菌可侵染水稻、小麦、玉米、大豆、香蕉等重要作物，不仅引起作物萎蔫和枯死，显著降低作物产量与品质，产生的毒素还会危害人畜健康^［2-3］。镰孢菌能在土壤中形成厚垣孢子等持久休眠结构，可在无寄主条件下长期存活，并在宿主根系刺激下萌发侵染，因此防治极为困难^［4］。

小麦茎基腐病主要由假禾谷镰孢菌（F. pseudograminearum）引起，该菌也是我国多地小麦茎基腐病的优势致病菌，也可由其他镰孢菌复合侵染导致^［5-6］。该病害典型症状为茎基褐变甚至产生“白穗”，严重影响结实率与产量，在我国黄淮海、西北及长江中下游麦区，该病年均导致减产9%~35%，重发区产量损失超过70%^［7］。随着秸秆还田、免耕等耕作方式的推广以及气候变迁等的影响，小麦茎基腐病在我国小麦产区持续扩散、发生范围不断扩大，危害逐年趋重，已然成为影响小麦生产并严重威胁我国小麦可持续安全生产的主要病害。目前，生产中尚缺乏高抗或免疫的小麦品种，多数栽培品种均表现为感病，甚至高感^［8］，因此该病害防治主要依赖化学药剂（如多菌灵、苯醚甲环唑）^［9］，但长期使用化学药剂防治易诱发病原菌的抗药性，且存在农药残留与环境污染风险。生物防治因其环境友好成为植物病害绿色防控的研究热点，生物防治不仅可以减少农药残留与环境污染，还可以通过竞争、拮抗、寄生、诱导植物系统抗性等多机制协同作用，不易引起病原菌抗性；同时，有益微生物兼具促生、抗逆与防病功能，如促进植物养分吸收、分泌生长激素、增强植物耐受性等，有助于实现植物健康与产量的协同提升^［10］。此外，针对植物土传病害和难防除病害，生物防治展现出独特的应用潜力，例如利用非病原性菌株、内生细菌、抗菌物质产生等策略，可实现对青枯病、苗腐病等病害的有效防控^［11］。因此利用微生物或其代谢产物防控植物病害，符合农业绿色可持续发展方向。放线菌在植物病害防控和植物生长促进方面具有潜在应用价值，其能产生丰富的抗生素、胞外水解酶、铁载体等活性物质，通过拮抗、竞争、诱导植物抗性等多种机制抑制病原菌生长，是一类极具开发潜力的生防资源^［12］。此外，目前已报道对镰孢菌病害具有防治效果的细菌包括假单胞菌（Pseudomonas spp.）^［13］、芽孢杆菌（Bacillus spp.）^［14］和链霉菌（Streptomyces spp.）^［15］等，不仅能显著降低发病率，还可促进作物增产^［16］，具有良好的应用潜力。然而，现有广谱以及适应能力强的生防菌资源仍较有限，亟待发掘新的高效拮抗微生物用于镰孢菌引起的病害防控。

因此，为高效筛选对镰孢菌引起的小麦茎基腐病具有广谱抑制活性的放线菌，本研究拟以分离自新疆阿克苏沙漠土壤的生防菌菌株为研究对象，通过聚类分析明确其分类地位，并结合离体抑菌试验与温室防效验证，以期为开发兼具高效性与环境兼容性的微生物菌剂提供理论依据和生防资源。

1　材料与方法

1.1　供试菌株及材料

生防菌菌株分离于新疆阿克苏地区土壤，共52株。菌株编号为Y2、Y33、Y38、Y45、Y48、Y49、Y50、Y51、Y52、Y55、Y59、Y60、Y61、Y62、Y63、Y82、Y87、Y88、Y93、Y97、Y98、Y99、Y135、Y139、Y156、Y169、Y171、Y172、Y173、Y176、Y177、Y178、Y183、Y184、Y185、Y193、Y211、Y216、Y268、Y269、Y272、Y273、Y274、Y275、Y276、Y277、Y278、Y281、Y283、Y284、Y300和Y303。

植物病原真菌菌株包含：假禾谷镰孢菌F. pseudograminearum（以下简称Fp）、尖孢镰孢菌F. oxysporum（以下简称Fo）、串珠镰孢菌F. moniliforme（以下简称Fm）、拟轮枝镰孢菌（F. verticillioides）、灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea）、禾谷丝核菌（Rhizoctonia cerealis）、立枯丝核菌（R. solani）、甘薯长喙壳菌（Ceratocystis fimbriata）、茄链格孢菌（Alternaria solani）、尖孢镰孢菌百合专化型（F. oxysporum f. sp. lilii）、尖孢镰孢菌西瓜专化型（F. oxysporum f. sp. niveum）、毁灭炭疽菌（Colletotrichum destructivum）、棉花枯萎病菌（Verticillium dahliae）、芹菜生壳针孢菌（Septoria apiicola）。

植物病原细菌菌株包含：发根土壤杆菌（Agrobacterium rhizogenes）、葡萄土壤杆菌（A. vitis）、根癌土壤杆菌（A. tumefaciens）、丁香假单胞菌流泪致病变种（Pseudomonas syringae pv. Lachrymans）、柑橘黄单胞菌柑橘亚种（Xanthomonas citri subsp. Citri）、野油菜黄单胞菌野油菜致病变种（X. campestris pv.campestris）、野油菜黄单胞菌辣椒斑点致病变种（X. campestris pv. Vesicatoria）、胡萝卜果胶杆菌（Pectobacterium carotovorum）、茄科雷尔氏菌（Ralstonia solanacearum）。

培养基包括：PDA固体培养基（葡萄糖20 g，马铃薯200 g，琼脂粉18 g，蒸馏水1 000 mL，pH 7.0~7.2）；LB固体培养基（胰蛋白胨10 g，酵母粉5 g，NaCl 10 g，琼脂粉18 g，蒸馏水1 000 mL，pH 7.0~7.2）；水琼脂（琼脂粉1.5 g，蒸馏水88 mL）。

供试小麦品种为郑麦9023（河南省农业科学院小麦研究所高产育种研究室选育）。

供试药剂50.0%多菌灵可湿性粉剂购自四川国光农化股份有限公司。

1.2　镰孢菌拮抗生防菌筛选

采用平板对峙法测定上述52株生防菌对镰孢菌的拮抗活性：使用无菌牙签挑取活化好的生防菌单菌落至两侧距PDA平板中央25 mm处，于28 ℃培养5 d后，在平板中央接种一个直径5 mm的病原真菌菌饼，以不接生防菌作为对照，重复5次，于22 ℃培养至对照处理长满整个培养皿，测量病原真菌菌落直径。生长抑制率计算公式如下^［17］：

生长抑制率=［（对照真菌菌落直径-处理平板真菌菌落直径）/对照真菌菌落直径］×100%

1.3　生防菌鉴定

为阐明菌株与其近缘菌株的系统发育，使用细菌基因组快速提取试剂盒提取52株生防菌的基因组DNA，对菌株的16S rRNA（PCR反应程序：94 ℃预变性3 min；94 ℃变性30 s，57 ℃退火30 s，72 ℃延伸90 s，32个循环；72 ℃终延伸5 min）及5个看家基因atpD、gyrB、recA、rpoB和trpB进行扩增测序（PCR反应程序：95 ℃预变性3 min；95 ℃变性30 s，60 ℃退火30 s，72 ℃延伸90 s，32个循环；72 ℃终延伸5 min），所用引物见表1。PCR反应体系：先向灭菌PCR管中加入超纯水9.5 μL，再加入2×Taq PCR Master Mix 12.5 μL，加入模板DNA 1.0 μL，后加入上、下游引物各1 μL。PCR产物委托生工生物（上海）股份有限公司测序。

获得的测序结果用DNAMAN软件拼接后，使用NCBI（National Center for Biotechnology Information，https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/）数据库的在线BLAST程序进行比对分析。基于16S rRNA基因序列，使用MEGA-X软件采用邻位相连法（Neighbor-joining method）构建系统发育树。同时，将5个看家基因的序列从头到尾按顺序atpD-gyrB-recA-rpoB-trpB进行串联，并采用相同方法构建多基因联合系统发育树，以进一步明确菌株的分类地位与亲缘关系。

1.4　生防菌抑菌谱测定

生防菌对植物病原真菌的生长抑制作用，测定方法同1.2。生防菌对植物病原细菌的生长抑制作用的测定方法如下：使用无菌牙签挑取活化好的生防菌单菌落接种至PDA平板中央，28 ℃培养5 d后，取3 mL氯仿至玻璃培养皿盖上，倒置熏蒸10~12 h，以蒸气杀死生防菌菌体；挑取植物病原细菌单菌落接种在LB试管，28 ℃、150 r/min培养8 h，用无菌生理盐水调节菌液OD₆₀₀=0.8，取100 μL菌悬液加入到5 mL冷却至50 ℃左右的水琼脂培养基中，混匀后，立即将悬浮液倒在氯仿蒸气灭活的生防菌PDA平板上，铺成均匀的薄层，在28 ℃继续培养2 d，测量抑菌圈直径^［20］。

1.5　生防菌对小麦茎基腐病的防治效果评价

将活化好的生防菌接种到PDA液体培养基中，28 ℃、150 r/min摇培5 d制备菌液。将假禾谷镰孢菌（Fp）在28 ℃、150 r/min培养5 d，制备浓度1×10⁶ CFU/mL的菌悬液，取5 mL接种至玉米面培养基（玉米面1 000 g，蒸馏水500 mL，蒸30 min）中，28 ℃培养约10 d至菌丝长满。将长满菌丝的玉米面培养基与栽培基质（V（营养土）∶V（蛭石）=1∶1）按照1∶30的质量比混合均匀，制成菌土。选择大小均匀且饱满，露白一致的种子进行防效测定，试验设置3个处理，分别使用生防菌发酵液、50%多菌灵可湿性粉剂500倍和无菌水对种子浸种处理3 h，每处理10个种子，6盆重复，置于25 ℃日光温室培养，每天定时浇水维持土壤含水量，出苗后21 d调查发病情况，统计病情指数和发病率并计算防效^［21］。此外，采集各处理组植株，用蒸馏水轻轻冲洗表面附着物，以滤纸吸干表面水分后，称量记录鲜重。随后将样品置于烘箱中，105 ℃杀青30 min，再调至60 ℃烘干至恒重，冷却后称量记录干重。

小麦茎基腐病病情分级标准如下^［22］：0级，植株未发病；1级，地中茎变褐或小麦第一叶鞘表现轻微症状；3级，第一叶鞘变褐，但第一叶鞘未变黑；5级，第一叶鞘变黑或第二叶鞘变褐；7级，第三叶鞘变褐或小麦因发病而生长缓慢或接近死亡；9级，小麦植株因病死亡。

\mathrm{发病}\mathrm{率}=(\mathrm{染病}\mathrm{株数}/\mathrm{调查}\mathrm{总数})\times \mathrm{100}\mathrm{\%}

\begin{array}{l}\mathrm{病情}\mathrm{指数}=[\sum (\mathrm{各级}\mathrm{病株}\mathrm{数}\times \mathrm{相对}\mathrm{级数}\mathrm{值})/\\ (\mathrm{调查}\mathrm{总株}\mathrm{数}\times \mathrm{最高}\mathrm{级数})]\times \mathrm{100}\mathrm{\%}\end{array}

\begin{array}{l}\mathrm{相对}\mathrm{防效}=(\mathrm{对照}\mathrm{组病}\mathrm{情指}\mathrm{数}-\mathrm{处理}\mathrm{组病}\mathrm{情指}\mathrm{数})/\\ \mathrm{对照}\mathrm{组病}\mathrm{情指}\mathrm{数}\times \mathrm{100}\mathrm{\%}\end{array}

1.6　数据统计及分析

采用Excel 2003整理试验数据，利用SPSS对试验数据进行处理，并通过Origin 2021进行绘图。

2　结果与分析

2.1　对镰孢菌具有抑菌活性的生防菌筛选

部分生防菌对镰孢菌的平板对峙试验结果详见图1。由图1（a）可见，在52株供试菌株中，共有19株生防菌对假禾谷镰孢菌表现出高抑菌率（>40.0%）。其中：Y173、Y88和Y98的抑菌率最高，分别达到了74.3%、68.4%和59.4%；另有17株菌株对假禾谷镰孢菌的抑菌率低于20.0%，Y156、Y169和Y87的抑菌率仅有19.4%、17.1%和15.7%。由图1（b）可见，共有22株生防菌对尖孢镰孢菌表现出高抑菌率（>40.0%），其中：Y88、Y173和Y139的抑菌率最高，分别达到了78.6%、75.3%和60.9%；另有10株菌株对尖孢镰孢菌的抑菌率低于20.0%，Y193、Y87和Y99的抑菌率仅有19.0%、17.1%和16.3%。由图1（c）可见，共有17株生防菌对串珠镰孢菌表现出高抑菌率（>40.0%），其中：Y139、Y88和Y173的抑菌率最高，分别达到了68.8%、65.6%和62.5%，另有20株菌株对串珠镰孢菌的抑菌率低于20.0%，Y52、Y99和Y61的抑菌率仅有18.1%、16.6%和16.4%。

2.2　生防菌菌株系统发育分析

NCBI的BLAST比对结果和系统发育树分析结果见图2。可见52株生防菌共分布在5个属。其中：对3株镰孢菌表现出高抑菌率的菌株类群聚集在Streptomyces spp.中已知能产生多种抗生素的特定进化分支中，如S. sioyaensis、S. cavourensis等；非链霉菌属（如Flavobacterium spp.、Brevibacillus spp.）的菌株大多表现出较弱的抑菌活性，值得注意的是，即使在链霉菌属内部，不同进化分支也存在显著差异，低活性菌株如Y87、Y156同样呈现出明显的聚类趋势，表明抑菌活性与菌株的分类地位密切相关。综合52株生防菌对3株病原真菌的抑制率结果和菌株的分类学地位，选定了Y88、Y98、Y139、Y185和Y274共5株菌为后续研究对象，抑菌率结果表明Y88和Y139对假禾谷镰孢菌（Fp）、尖孢镰孢菌（Fo）和串珠镰孢菌（Fm）的抑制能力均>50.0%，Y98对假禾谷镰孢菌（Fp）抑制能力较强，近60.0%，Y185和Y274对串珠镰孢菌（Fm）抑制能力较强（>60.0%）。

通过16S rRNA基因序列比对，分类结果如下：Y88、Y98、Y185、Y274为链霉菌属，初步鉴定分别属于S. sioyaensis、S. mexicanus、S. scabiei、S. cavourensis类群；Y139为博斯氏属，初步鉴定属于B. thiooxidans类群。

2.3　高拮抗菌株具有广谱对植物病原真菌的拮抗作用

通过测定筛选出的Y88等5株生防菌对灰葡萄孢菌等11种植物病原真菌的具有生长抑制作用，其抑菌谱特征详见图3。可见5株生防菌均具有广谱抑真菌活性，对供试的11种病原真菌均有一定的抑菌效果。其中：Y274和Y139菌株对11种病原真菌表现出高抑菌率；Y88和Y185对10种病原真菌表现高抑菌率，对拟轮枝镰孢菌和尖孢镰孢菌西瓜专化型的抑菌率分别为37.7%和38.7%，略低于40%；Y98菌株抑菌能力较弱，仅对灰葡萄孢菌、毁灭炭疽菌和禾谷丝核菌共3种病原真菌表现高抑菌率，抑菌率分别为87.7%、86.6%和73.2%，对其余8种病原真菌的抑菌率均低于40.0%。总之，5个菌株整体上对灰葡萄孢菌和毁灭炭疽菌的抑菌效果最好，抑菌率为59.9%~87.6%和60.1%~86.6%，其中Y98抑菌效果最好。

2.4　高拮抗菌株具有广谱对植物病原细菌的拮抗作用

5株菌对9种植物病原细菌的生长抑制作用详见图4。可见不同菌株对供试植物病原细菌的抑制能力存在显著差异。其中：Y88对柑橘黄单胞菌柑橘亚种、茄科雷尔氏菌、丁香假单胞菌流泪致病变种、野油菜黄单胞菌辣椒斑点致病变种、野油菜黄单胞菌野油菜致病变种5种植物病原细菌的生长均有明显抑制效果，抑菌圈平均直径分别为52.8、35.5、41.7、38.3、19.4 mm，对其他4种植物病原细菌没有抑菌作用。Y98对发根土壤杆菌、根癌土壤杆菌2种植物病原细菌有明显抑制效果，抑菌圈平均直径分别为20.7、36.7 mm，对其他7种植物病原细菌没有抑制作用。Y185对9种植物病原细菌均无抑制作用。Y274对柑橘黄单胞菌柑橘亚种有明显抑菌效果，抑菌圈平均直径为22.6 mm。Y139对柑橘黄单胞菌柑橘亚种、茄科雷尔氏菌、丁香假单胞菌流泪致病变种、野油菜黄单胞菌野油菜致病变种、胡萝卜果胶杆菌等5种植物病原细菌的生长均有明显抑制效果，抑菌圈平均直径分别为21.2、24.5、16.4、31.2、21.2 mm，对其他4种植物病原细菌没有抑制作用。

2.5　高拮抗菌株的鉴定

对所筛选出的5株菌株分别构建多基因序列系统发育树。结果表明：Y88、Y98、Y185、Y274和Y139菌株的16S rRNA基因序列分别与S. sioyaensis、S. mexicanus、S. scabiei、S. cavourensis、B. thiooxidans菌株的16S rRNA基因序列相似性最高，相似性均>95.5%；5株菌株的看家基因与其标准菌株的相似性均达到100.0%，进一步支持了5株菌的分类地位，鉴定Y88菌株为盐屋链霉菌（S. sioyaensis）、Y98菌株为墨西哥链霉菌（S. mexicanus）、Y185为疮痂病链霉菌（S. scabiei）、Y274为卡伍尔氏链霉菌（S. cavourensis），Y139菌株为硫氧化博斯氏菌（B. thiooxidans）。

2.6　生防菌对小麦茎基腐病的防治效果

5株生防菌对小麦茎基腐病的盆栽防病试验结果详见图5，在土壤里施加假禾谷镰孢菌（Fp）导致小麦幼苗出现了明显的茎基腐病典型发病症状，包括植株茎基部变褐，根部明显变短，对照组发病率达到100%，病情指数达到25.9。由图5（a）可知，筛选的5株生防菌对小麦茎基腐病均表现出良好的防治效果，发病率和病情指数均显著下降，其中Y88防效最好，防效达到多菌灵处理组防效水平，病情指数仅为9.1，防治效果达到65.0%，其次是Y98、Y185、Y139、Y274，病情指数分别为9.4、10.4、10.9和11.5，防效分别达到63.6%、60.0%、57.9%和55.7%。

此外，与健康植株（CK）相比，接种假禾谷镰孢菌（Fp）显著抑制了小麦生长，表现为单株鲜重和干重分别降低45.9%和31.1%。由图5（b）和（c）可知，生防菌处理可不同程度地缓解病原菌引起的小麦生长抑制影响，与Fp处理组相比，Y88、Y98、Y139、Y185、Y274和多菌灵处理的小麦表现出单株鲜重分别提高56.6%、51.5%、21.2%、16.1%、31.6%和64.4%，各处理的单株干重分别提高28.2%、29.2%、9.9%、5.3%、22.5%和22.3%，其中，Y88和Y98处理的小麦单株鲜重和干重与多菌灵处理组无显著差异。综上，所选5株生防菌均可有效减轻小麦茎基腐病导致的生物量损失，对小麦茎基腐病具有良好的生防潜力。

3　讨 论

3.1　新疆土壤生防菌株的拮抗活性及对小麦茎基腐病的防治效果

本研究从新疆土壤中分离获得52株细菌，并筛选出5株对镰孢菌具有较强拮抗作用的潜在生防菌，体外抑菌结果表明，5株菌对多种植物病原真菌和细菌表现出广谱的抑制效果，其中对灰葡萄孢菌和炭疽病菌抑制活性显著；温室盆栽试验进一步证实，5株生防菌对假禾谷镰孢菌（Fp）引起的小麦茎基腐病均表现出较好防效。已有研究表明，链霉菌在防治植物病害方面具有广泛的应用潜力，其产生的抗生素是介导土壤中链霉菌与镰孢菌相互作用的有效物质^［23］。例如，Streptomyces sp. YC₂-3对假禾谷镰孢菌的拮抗作用使小麦茎基腐病防效达69.0%；MH71和MH243能将小麦茎基腐病的发病率降低24.0%，并在一定程度上提升产量^{［15， 24］}。此外，放线菌HJG-5和XF-7等菌株对黄瓜枯萎病的防效也超过50.0%，部分达到79.6%，可促进黄瓜种子萌发和幼苗生长^［25-26］。与前人的研究结果一致，本研究筛选的5株生防菌在温室盆栽试验中表现出显著的防治效果，其中Y88的综合防效最好，接近已报道的高效菌株YC₂-3^［15］，优于菌株MH71和MH243^［24］，并表现出对小麦生长更显著的促生能力。这说明新疆土壤来源放线菌不仅具有较好的体外抑菌活性，而且在小麦茎基腐病生物防治中具有进一步开发的应用基础。

3.2　生防菌株的系统发育分布及抑菌谱差异

综合构建16S rRNA基因序列系统发育树分析了高抑菌活性的潜在生防菌种群分布情况，发现Y88、Y98、Y185和Y274等高活性菌株均属于Streptomyces spp.，且聚集于属内几个特定进化分支中，表明抑菌活性与菌株的系统发育地位密切相关。Xia等^［27］和Choudoir等^［28］研究表明次级代谢产物合成基因簇（BGCs）在近缘微生物中表现出系统发育保守性，即亲缘关系较近的菌株倾向于共享更多相似的BGC。这为基于系统发育树进行靶向筛选提供了有力证据，即优先选择与已知生防菌亲缘关系较近的菌株，可提升高效生防潜力菌株的发现效率。因此，以天然抗生素生产者Streptomyces属为代表的部分类群是高效生防菌的重要资源。

抑菌试验结果表明，同一属内不同菌株的抑菌谱存在差异。Y88、Y139和Y274对假禾谷镰孢菌（Fp）、尖孢镰刀菌（Fo）以及串珠镰孢菌（Fm）均表现出广谱抑菌活性，而Y98只对假禾谷镰孢菌（Fp）表现出较强的抑菌能力，Y185则对尖孢镰孢菌（Fo）和串珠镰孢菌（Fm）表现出较强的抑菌效果，推测是因为5株菌的活性物质有效成分各不相同，也可能与活性物质的扩散性和作用机制等有关。已有研究表明，S. sioyaensis具有产生抗生素类次级代谢产物的潜力^［29］，并对多种植物病原菌均有很强的拮抗作用^［30］。S. mexicanus可能通过产生木聚糖酶，几丁质酶等水解酶破坏真菌细胞壁结构，抑制病原菌的生长^［31］。结合本研究结果推测，不同菌株可能分别通过抗生素分泌、胞外酶降解或其他代谢途径发挥拮抗作用，但其具体机制仍有待进一步验证。

值得注意的是，Y139菌株经鉴定为Bosea属，硫功能细菌可通过促进硫素转化、提高矿物溶解性及改变微环境等方式影响土壤养分有效性，并可能对部分病原菌产生抑制作用^［32-33］。本研究发现Y139具有较好的体外抑菌活性和温室防效，提示其可能是一类值得关注的新型生防资源。由于目前关于B. thiooxidans在植物病害生物防治中的研究报道仍较少，其是否主要通过硫氧化代谢、产酸作用、营养竞争或诱导植物抗性^［32-34］发挥作用，仍有待进一步验证。这也提示新疆土壤中除链霉菌外，仍可能蕴含具有特殊功能的非典型生防菌群。

3.3　极端沙漠来源生防菌的资源价值

本研究所筛选菌株来源于新疆沙漠土壤。从沙漠极端环境中分离出的生防微生物，能产生与陆地微生物截然不同的代谢产物，高温与干旱、盐碱胁迫以及营养匮乏等沙漠极端环境构成了强烈的自然选择压力，促使本地放线菌进化出独特的代谢途径和生存策略。这些菌株不仅具有耐盐碱、抗辐射、宽温域生长等强耐受特性，还富含编码抗菌、抗逆物质的次级代谢基因簇，从而在生防、促生与增强作物抗逆性方面发挥多重协同作用^［35］。相较于常规生防菌株，其核心优势在于源于极端环境的遗传背景与代谢可塑性，使其在新疆及类似边缘农业环境中具有更佳的定殖与功能稳定性，为开发适用于盐碱旱区农业的绿色生物制剂提供了独具特色的菌种资源。未来对本文鉴定的生防菌研究应结合系统发育、代谢产物和基因组等水平分析，深入解析这些放线菌的防病和促生机制，并通过田间试验验证其生防稳定性和应用推广价值。

4　结 论

本研究为筛选对镰孢菌具有较强拮抗作用的高效生防菌株，并评价其对小麦茎基腐病的防治潜力，以新疆阿克苏沙漠土壤中分离的52株微生物为研究对象，采用平板对峙抑菌测定、16S rRNA基因序列系统发育分析及温室盆栽防效评价等方法，探究了新疆土壤微生物的抑菌活性、生防效果及其系统发育特征。主要结论如下：

1）获得了5株对镰孢菌具有较强拮抗作用的潜在生防菌株；5株菌对多种植物病原真菌和细菌表现出不同程度的广谱抑制作用，其中对葡萄孢菌和炭疽病菌的抑制效果较为显著。

2）5株生防菌经鉴定分别为Streptomyces sioyaensis Y88、S. mexicanus Y98、B. thiooxidans Y139、S. scabiei Y185和S. cavourensis Y274，其中Y139为首次报道具有生防潜力的硫氧化细菌，说明新疆土壤中既存在传统链霉菌类生防资源，也存在具有开发潜力的非链霉菌类功能菌群。

3）温室盆栽试验表明，5株生防菌均可在不同程度上降低假禾谷镰孢菌引起的小麦茎基腐病发病程度，并缓解病原菌对小麦生长的抑制作用，其中Y88的综合防效较好（65.0%），表现出较大的生防应用潜力。

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