发布时间:2017-03-24  阅读次数:9336

      时下正是草莓大量上市的季节,有时候你可能会看到有的草莓霉变了,果皮呈灰白色,并生有厚厚的灰色霉层。这是由灰葡萄孢菌侵染所致的灰霉病,它属真菌病害,花、果、叶、茎均可发病。过去农民遇到这类问题,往往要用化学药剂来防治,但由于化学农药对环境负面影响较严重,所以人们逐渐对环境友好的生物农药,如木霉菌越来越青睐。

  上海交通大学教授陈捷正是一位研究木霉菌专家,他希望能够更多地向大自然学习,通过师法自然的科技进步促进绿色农业发展。据介绍,木霉菌本是自然界土壤里普遍存在的一种丝状真菌,大多数木霉菌可产生多种对植物病原真菌、细菌及昆虫具有拮抗作用(指一种物质的作用被另一种物质所阻抑的现象)的生物活性物质,能提高农作物的抗逆性,促进植物生长和提高农产品产量,可以被用于生物防治、生物肥料及土壤改良剂。

  陈捷教授领衔的科研团队,研究人员来自上海交通大学、山东省科学院、华东理工大学、浙江大学、中国农业科学院、上海大井生物工程有限公司、山东泰诺药业有限公司,他们在国家863等项目资助下,历经12年研究,通过产学研合作,从木霉菌高效鉴定、生防资源高通量筛选和综合评价技术入手,研究长货架期、高含量生防菌剂制备新技术,开发系列生防菌剂新产品与应用技术,揭示木霉菌系统防治植物病害新机制。

  研究团队首次建立木霉菌形态与分子鉴定自动交互检索系统,鉴定准确性提高40%,鉴定效率提高一倍,打破了国际木霉菌鉴定通用软件的局限性。共分离8751株木霉菌株,鉴定37种,发现新种1个、新纪录种19个,建立了我国第一个木霉菌资源库(5056株)计算机管理系统。首次建立了高通量离体筛选拮抗菌株新技术,筛选效率提高50%;获拮抗菌株767株,其中6株成为生防菌剂登记核心菌株。

  他们以研制年产5000吨菌剂的固体发酵器为基础,建立了固体制曲灭菌、培养过程自动控制、孢子高效分离与筛分等技术集成的规模化固体发酵技术,提高效率150-200%,成本降低30%。优化高产厚垣孢子液体发酵营养配方、建立后期补料工艺和孢子富集新技术,生产效率提高了43.3%。开发出高孢子含量母药和制剂系列,共18种产品及其配套应用技术,其中LTR-2可湿粉剂为我国第一个正式登记的木霉菌生物农药、木霉菌厚垣孢子·芽孢杆菌芽孢复合制剂为国内首创;开发的海藻酸钠、CaCl2和壳寡糖二次包衣分生孢子技术,使产品货架期达到一年以上,超过国外同类产品的水平。

  研究团队构建、筛选了一批拮抗病菌、抑制稗草、耐受化学农药、降低盐渍化的突变株,克隆了17个拮抗病原菌和耐受有机磷农药与三唑类菌剂的相关基因,明确了木霉菌降解敌敌畏等有机磷农药、吸附重金属(铜、镉)和提高植物耐受土壤盐渍化机理。

  研究揭示了木霉菌系统防治植物病害技术与机理。生防木霉菌剂处理玉米种子或根际土壤,对纹枯病和茎腐病防效70%以上,并能兼治叶斑病,实现地下和地上部病害一体化防控;证明了微生物相关分子模式(MAMPs)是木霉菌诱导玉米全株防御反应的重要机理。研究成果获国家发明专利26项、软件著作权1项、农药登记证9项、微生物肥料登记证3项。发表SCI论文36篇,引用125次;国内核心期刊153篇,引用1002次。主编出版中文专著2部,参编英文专著2部。教育部组织的专家委员会鉴定认为:“本项目成果总体达到国际同类研究领先水平。”

  该成果得到了较好地推广应用,共9项国家发明专利分别转让5家企业,提高了受让企业生物农药创制技术水平。近3年,在全国11个省30个市县的粮食、蔬菜、果树、棉花、豆类、花生产区推广木霉菌剂2050万亩,对16种病害防效60%-96%,增产9-20%,农产品糖分、饱和脂肪酸、维生素C和土壤营养水平明显改善,土壤速效氮、磷、钾明显增加,化肥和农药减量30%以上,土壤盐渍化降低30-40%。土壤微生物多样性增加1倍,病原镰孢菌种群下降21.1%。

  研究成果丰富了木霉菌生物防治病害和修复环境的理论与实践。召开8次现场会或培训会,培养了1名上海市启明星人才。获上海市大学生挑战杯金奖、全国挑战杯银奖、全国科技特派员农村科技创新大赛企业成长组一等奖、山东省企业技术创新一等奖。

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