二甲基三硫醚在抑制植物病原菌中的应用
阅读说明：本技术 二甲基三硫醚在抑制植物病原菌中的应用 (Application of dimethyl trisulfide in inhibiting plant pathogenic bacteria ) 是由 唐利华 李其利 苏映丹 赵江 郭堂勋 黄穗萍 莫贱友 陈小林 于 2021-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及二甲基三硫醚在抑制植物病原菌中的应用。本发明通过室内毒力测定确定了二甲基三硫醚对不同病原菌表现出不同程度的抑制作用,其中对玉米立枯丝核菌和葡萄灰霉病菌抑制效果最好,其次为火龙果溃疡病菌和水稻稻瘟病菌,因此说,二甲基三硫醚可作为所述的植物病原菌的潜在生防制剂。(The invention relates to application of dimethyl trisulfide in inhibiting phytopathogen. The invention determines that the dimethyl trisulfide shows inhibition effects of different degrees on different pathogenic bacteria through indoor toxicity measurement, wherein the inhibition effects on rhizoctonia solani and botrytis cinerea are the best, and the inhibition effects on dragon fruit canker and rice blast germs are the second, so the dimethyl trisulfide can be used as a potential biocontrol preparation for the plant pathogenic bacteria.)
技术领域
本发明属于植物保护领域，具体的说，特别涉及二甲基三硫醚在抑制植物病原菌中的应用。
背景技术
二甲基三硫醚(DMTS)(又名：二甲基三硫)是一种挥发性的硫化合物，存在于韭菜、洋葱和其他葱属植物、西兰花、卷心菜、林堡干酪、日本清酒以及一些细菌和真菌释放的挥发性物质中。
芒果炭疽病是芒果上的一种严重病害，在世界各地芒果产区均有发生，其致病菌以胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosprioides)复合群为主，亚洲炭疽菌(Colletotrichum asianum)、果生炭疽菌(Colletotrichum fructicola)和暹罗炭疽菌(Colletotrichum siamense)是其3个优势种。该病主要危害芒果叶片、嫩梢、花序和果实，可造成芒果园区植株梢枯、叶枯、落花落果和采后果实大量腐烂。果实在发病初期出现黑色斑点，之后病斑扩大，形成黑色的圆形、椭圆形或不规则病斑，病斑处常凹陷，在潮湿环境下病斑处常产生红色的孢子堆，最后整个果实变黑腐烂。该病病原菌寄主范围广泛，除了危害芒果以外，还危及多种果蔬、树木、花卉等，大部分热带亚热带果树也是其重要寄主。
稻瘟病是全球水稻生产上的重要病害之一，对水稻的产量和品质具有巨大的威胁，发生严重时能造成整片稻田绝收，稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)通过分生孢子传播，分生孢子在水稻叶片表面萌发产生芽管并形成附着胞，后产生侵染栓穿透叶片的角质层和表皮细胞壁，在寄主细胞内分化产生次生菌丝并侵染邻近细胞和组织，继而发病。
砂糖桔皮薄，在采收和贮运过程中易受机械损伤，易遭受病原菌侵染而导致腐烂，采后贮藏期很短。其中指状青霉(Penicillium digitatum)致病菌孢子引起的绿霉病是导致砂糖桔采后腐烂的主要原因之一。
香蕉尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.cubense)是一种在全世界广泛分布的土传病原真菌，致病面广且致病力严重，被列为世界十大植物病原真菌之一。该菌能够侵染100多种具有重要价值的作物引发枯萎和根腐病，如番茄、香蕉、草莓、西瓜等，尖孢镰刀菌从根部侵染植物，在植株全生育期均可引起植株发病，主要表现在植株根皮层产生褐色坏死斑，严重时主根及大量侧根腐烂，分枝减少至植株死亡；植株根部维管组织褐变，地上部分出现枯萎直至枯死，严重影响植物的生长发育、产量和品质。
香蕉炭疽病造成采后果实腐烂，是香蕉生产上最重要的真菌病害之一，其3个优势病原菌分别为果生炭疽菌(Colletotrichum fructicola)、君子兰炭疽菌(Colletotrichumcliviicola)、暹罗炭疽菌(Colletotrichum siamense)。香蕉炭疽病主要危害成熟香蕉果实，起初在果柄和果皮上出现褐色或黑褐色的小圆斑，随后病斑迅速扩展并相互融合，果皮常在2～3天内变成黑褐色，果肉腐烂，果品价值严重降低。
玉米纹枯病是世界各地玉米主产区的主要病害，病原菌为立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)，玉米纹枯病主要为害玉米的叶鞘部分，病情严重时会为害茎秆甚至果穗，纹枯病已经成为影响玉米产量的重大病害，给农业生产带来了极大损失。
荔枝霜疫病由荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)引起，可造成荔枝果实褐变腐烂，导致产量降低和产量不稳定的主要病害，在我国荔枝栽培区普遍发生；该病为害荔枝新梢、嫩叶及花穗，在气候条件适宜发病的年份，可引起荔枝产业经济损失高达80％以上，严重限制了荔枝产业的发展。
火龙果溃疡病是目前火龙果生产管理中危害最严重的病害之一，病原菌为新暗色柱节孢(Neoscytalidium dimidiatum)。该病主要危害火龙果茎部，严重时导致茎秆腐烂、果实开裂，甚至引起果肉褐腐或黑腐，对火龙果生产造成一定影响。
葡萄炭疽病主要由胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)侵染引起，以危害葡萄果实为主，近成熟或成熟期时表现症状明显。果实受害后，先在果面产生针头大小的褐色小圆斑，之后逐渐扩大并凹陷，表面产生同心轮纹状排列的暗黑色小颗粒，即病原菌的分生孢子盘，环境湿度大时发病部位出现粉红色分生孢子团，严重时，病斑扩展至全穗，病穗率50％～70％，对葡萄产业危害严重。
葡萄灰霉病是灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)侵染所致的常见果蔬病害，也是危害最大的植物病害之一。除危害番茄外，番茄灰霉病菌还可危害害茄子、辣椒、黄瓜、葡萄、草莓等多种重要的经济作物，可以引起果蔬灰霉病。该病害不仅在寄主植物生长季节可以发生，还可以在农产品的储藏期间发生。
发明内容
针对上述的要求，本发明提供了二甲基三硫醚在抑制植物病原菌中的应用。通过室内毒力测定，证明了二甲基三硫醚对植物病原菌有显著的抑制效果。二甲基三硫醚是潜在的生防抑制剂，高效低毒。
二甲基三硫醚在抑制植物病原菌中的应用，所述植物病原菌为亚洲炭疽菌(Colletotrichum asianum)、果生炭疽菌(Colletotrichum fructicola)、暹罗炭疽菌(Colletotrichum siamense)、君子兰炭疽菌(Colletotrichum cliviicola)、葡萄胶孢炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)、水稻稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)、柑橘绿霉菌(Penicillium digitatum)、、玉米立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、荔枝霜疫霉(Phytophthora litchii)、火龙果溃疡病菌(Neoscytalidium dimidiatum)、葡萄灰霉病菌(Botrytis cinerea)。
所述植物病原菌的寄主为芒果、沙糖桔、香蕉、荔枝、火龙果、葡萄、水稻或玉米。
所述植物病原菌为水稻稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)、玉米立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、火龙果溃疡病菌(Neoscytalidium dimidiatum)、葡萄灰霉菌(Botrytis cinerea)，所述寄主分别为水稻、玉米、火龙果、葡萄。
所述应用为利用二甲基三硫醚对植物病原菌进行熏蒸处理。
所述熏蒸处理中，二甲基三硫醚的使用浓度梯度为0.1μL/L-40μL/L。
所述熏蒸处理中，二甲基三硫醚的使用浓度梯度为0.1μL/L-20μL/L。
所述植物病原菌为水稻稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)、玉米立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、火龙果溃疡病菌(Neoscytalidium dimidiatum)、葡萄灰霉菌(Botrytis cinerea)，二甲基三硫醚的使用浓度梯度为0.1μL/L-10μL/L。
本发明的有益效果在于：利用二甲基三硫醚在密闭环境下对病原菌进行熏蒸处理，从而达到抑菌效果，通过室内毒力测定，确定了二甲基三硫醚对不同病原菌表现出不同程度的抑制作用，其中对玉米立枯丝核菌和葡萄灰霉病菌抑制效果最好，其次为火龙果溃疡病菌和水稻稻瘟病菌，因此，二甲基三硫醚可作为所述的植物病原菌的潜在生防制剂。
附图说明
图1为(芒果)果生炭疽菌(Colletotrichum fructicola)、(芒果)亚洲炭疽菌(Colletotrichum asianum)、(芒果)暹罗炭疽菌(Colletotrichum siamense)、水稻稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)经二甲基三硫醚处理后的菌落形态；
图2为柑橘绿霉菌(Penicillium digitatum)、(香蕉)尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum f.sp.cubense)、(香蕉)果生炭疽菌(Colletotrichum fructicola)、(香蕉)君子兰炭疽菌(Colletotrichumcliviicola)经二甲基三硫醚处理后的菌落形态；
图3为(香蕉)暹罗炭疽菌(Colletotrichum siamense)、玉米立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、荔枝霜疫霉(Phytophthora litchii)、葡萄胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)经二甲基三硫醚处理后的菌落形态；
图4为葡萄灰霉菌(Botrytis cinerea)、火龙果溃疡病菌(Neoscytalidiumdimidiatum)经二甲基三硫醚处理后的菌落形态。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。
一、实验材料：1、化合物：二甲基三硫醚(液体)，购自美国Sigma公司。
2、生物材料：除柑橘绿霉菌(Penicillium digitatum)、荔枝霜疫霉(Phytophthora litchii)菌株为自行采集分离得到外，其它均为己公开菌株。上述菌株在申请人实验室均有保藏，可以对外公开发放。
二、实验操作过程：
1、将各植物病原菌菌株分别在PDA固体培养基上25℃培养5-7天后用直径为6mm的打孔器沿菌落外侧边缘打孔，目的是为了让菌株保持在同等活力。
2、在直径15cm，高3cm的大培养皿中(体积约500mL)放置4个直径6cm，高1.5cm小培养皿皿底(体积约35mL)，在大培养皿中央放1个2mL离心管的管盖，离心管盖里面放置一张15mm×15mm的圆形滤纸片。4个小培养皿倒5mL的PDA培养基，待PDA培养基凝固后在培养皿中央接种直径为6mm的菌饼，然后往大培养皿中央的离心管盖中加入对应体积的二甲基三硫醚，各浓度对应添加的量为0μL/L(CK)、1μL/L(0.5μL/皿)、5μL/L(2.5μL/皿)、10μL/L(5μL/皿)、15μL/L(7.5μL/皿)、20μL/L(10μL/皿)和40μL/L(20μL/皿)，每个浓度做3个重复(即3个大皿)并设置一组不添加二甲基三硫醚作为对照。加完二甲基三硫醚后立即用封口膜密封以免二甲基三硫醚泄露。
3、处理后放置25℃培养箱观察测定菌丝的生长情况。当不含药物的对照平板长至边缘，采用十字交叉法测菌落直径并计算抑制率。抑制率(％)＝(对照菌丝直径-处理菌丝直径)/对照菌丝直径×100(见表1)。得出抑菌率后用DPS计算出毒力回归方程、EC50和EC95值(见表2)。
表1不同浓度的二甲基三硫醚对各病原菌的抑菌率％
备注：菌株来源不同寄主，对药剂的敏感性稍有不同。
从上表看出，当使用40μL/L二甲基三硫醚，除去香蕉尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum f.sp.cubense)的抑菌率较低外(38.39％)，对其它植物病原菌的抑菌率均在75％以上；且对多个病原菌的抑菌率达到了100％；当使用10μL/L二甲基三硫醚时，对水稻稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)、玉米立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、火龙果溃疡病菌(Neoscytalidium dimidiatum)、葡萄灰霉菌(Botrytis cinerea)抑菌率能达到100％；特别是5μL/L二甲基三硫醚对于玉米立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、葡萄灰霉菌(Botrytis cinerea)抑菌率也能达到100％，尤其是1μL/L二甲基三硫醚对于玉米立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)的抑菌率也达到89％。
表2二甲基三硫醚对各植物病原菌的毒力回归方程、EC50和EC95值
从表2计算数据可以看出，二甲基三硫醚对于玉米立枯丝核菌(Rhizoctoniasolani)的EC50浓度为0.12μL.L-1，对于葡萄灰霉菌(Botrytis cinerea)EC50浓度为0.85μL.L-1。