[发明专利]一种抗病、高产棉花的育种方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用抗病芽孢杆菌作为内生菌，获得抗病、高产棉花的育种方法。获得的 抗病、高产棉花及后代的根、茎、叶和种子中内生有抗病芽孢杆菌，能直接应用于棉花生产， 解决棉花抗病问题。

背景技术

在自然界中，植物与各种各样的微生物共处于一个生态环境。植物不仅与病原菌存在紧密 的相互作用，同时和它周围的其他非致病菌也存在着一定的联系。长期以来，为了防治植物 病害，人们大量使用化学农药，造成病原物的抗药性不断增强。随着人们环保意识的不断增 强，植物病害生物防治，特别是生物农药的研究和应用受到各国政府和民众的高度重视。生 物防治具有无污染、无公害、长效性等优点，逐渐成为植物病害综合治理中的重要组成部分。 枯草芽孢杆菌是一种自然界广泛存在、对人畜无毒无害、不污染环境、对植物病害有抑制作 用的非致病细菌，同时还是植物体内常见的内生细菌。

枯草芽孢杆菌突出的特点是，能产生耐热抗逆的芽孢，有利于生防菌剂的生产、剂型加工 及在环境中存活、定殖与繁殖。它还可以产生丰富的抗菌物质，是植物病害生物防治微生物 的重要组成部分。枯草芽孢杆菌防病机制主要包括其分泌的抗菌物质具有抗生作用，和致病 菌在空间和营养上的竞争，对寄主植物抗性的诱导作用和促生作用等。利用枯草芽孢杆菌防 治植物病害是目前植物病害生物防治研究的热点。美国已有四株枯草芽孢杆菌经环保局(EPA) 批准进入商品化或有限商品化应用，如GB03，MBI600，QST713和FZB24；日本的RB14 和NB22；澳大利亚的A-13和我国自主开发的B-916，B-3，B-908等。我国也在利用枯草芽 孢杆菌防治棉花黄萎病菌方面进行了探索。李社增等研究了防治棉花黄萎病的生防细菌 NCD-2，经过鉴定，该菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)(李社增等，2005)。曹君等研究 了枯草芽孢杆菌和哈茨木霉协同作用对棉花黄萎病菌防治(曹君等，2005)。Tehrani等从土 壤中分离到5株抗棉花黄萎病菌的高效菌株：2020、3、204、202、309，经鉴定2020、3为 假单胞杆菌，204、202、309为芽孢杆菌；制成菌剂应用于大田试验，证明这5株菌株不仅 对棉花黄萎病菌有拮抗作用，而且能不同程度地提高棉花的产量(Tehrani等，2001)。

利用枯草芽孢杆菌防治植物病害的研究主要是利用其活体菌来防治植物病害，作为活体菌， 其本身也存在许多限制因子，例如生态适应性、环境的抗逆性等。在一生态系统中引入生防 菌，它能否适应其被引入的生态环境，能否在病菌的寄主植物上定殖、增殖以及与相应病原 物竞争是能否成功防治病害的关键。这些都与生防菌的生物学特性紧密相关。理想的生防菌 应具有营养竞争能力强，抗菌物质产量高，生长速度快及适应性强等特点，竞争和定殖是细 菌在植物促生和防病作用过程中的推动力，也是成功的关键。因此，具有强活力的枯草芽孢 杆菌能否在植株上定殖是其能否发挥生防活性的关键因素。

迄今为止，已报道的枯草芽孢杆菌类生物农药产品基本都是芽孢制剂，还没有见到将枯草 芽孢杆菌抗菌代谢产物直接加工成生物农药产 品的报道或利用枯草芽孢杆菌内生性使植株 后代携带菌体，从而获得具有抗病能力的种质资源。虽然科研人员针对棉花黄萎病生物防治 做了大量的研究工作，但生物防治效果不够稳定，仍没有一种成功应用于大批量生产和推广 的拮抗微生物。目前已有防治其他作物黄萎病的生防制剂商品，但登记注册的防治棉花黄萎 病的生防菌还未见报道。

本发明采用的抗病枯草芽孢杆菌能够分泌抗多种植物致病真菌和细菌的抗菌物质。同时枯 草芽孢杆菌的作为常见内生菌，在植物中具有较强的定殖能力的特性。利用具有拮抗作用的 枯草芽孢杆菌B111，采用拌种、灌根和注射的方法使其定殖的棉花中，提高棉花的抗病能力， 最终获得能直接应用于生产的抗病、高产的棉花品种及后代，解决棉花抗病问题

发明内容

本发明提供一种利用抗病芽孢杆菌作为内生菌，培育抗病、高产棉花的育种方法，其特征 在于：

(1)处理方法A——拌种：用芽孢悬液浸泡棉花种子。

(2)处理方法B——灌根：棉株发芽后用芽孢悬液灌根。

(3)处理方法C——注射：用芽孢悬液注射棉株茎基或果实幼体。

(4)处理方法D——拌种结合灌根：用芽孢悬液浸泡棉花的种子，棉株发芽后用芽孢悬液 灌根。