一种玉米芽苗生物诱抗剂及其应用

本发明属于植物保护，涉及玉米芽苗生物诱抗剂，尤其涉及一种玉米芽苗生物诱抗剂及其应用。

背景技术：

1、玉米是我国重要的谷类作物，其总产量仅次于水稻位居第二，是我国重要的粮食、饲料和工业原料作物。目前，严重影响玉米生产的主要病害有玉米大斑病、小斑病、瘤黑粉病、茎基腐病等。传统农药、化肥使用过程中对农业系统产生的负面影响日益严重，部分或全部利用生防制剂或生物方法对解决上述问题有积极作用。

2、植物在长期与自然界多种病原体互作的过程中形成多种级别的防御机制，抵抗外界不良环境对植物自身的伤害。植物的防御体系可分三个层面：组成性防御、先天免疫和系统免疫。组成性防御形成于植物进化早期，构成植物抵制病原物侵染的第一道防线，可阻挡大部分病原物的侵染。因此，通过诱抗使玉米苗产生抗逆物质，提高对土传病害、盐胁迫、旱涝等逆境抗性，利于种苗成活和植株生长，减少化学农药和肥料的使用，对大气、土壤无污染，不伤天敌。

3、对玉米种子进行处理可以诱导种苗产生防卫反应，增强幼苗抵抗病原物侵染能力，加快农作物生长发育，增加作物产量、提高农作物品质。我国使用种子处理剂的历史较悠久，古代就有温汤泡种和药剂浸种，早在西汉年间的农书《农胜之书》中就有记载。种衣剂的功能主要是通过活性成分发挥作用，而非活性成分的作用则是促进活性成分更好地发挥作用实现其功能。我国疆域辽阔，不同地区气候条件、土壤条件、环境等有较大差异，生物诱抗剂使用效果容易受田间环境影响或短期无法表现出来，比如以荧光假单胞菌为主要成分的生物种衣剂对温度和湿度要求高，不同温湿度条件下菌种活性表现不同。

4、生物固定化技术是通过物理或化学手段将细胞固定在有限的空间区域内，并且能保持其原有的生物活性的技术。生物固定化技术不仅具有稳定性好、操作简单易于实现等优点，而且能一定程度避免外界环境中不利因素对细胞的影响，有利于细胞的生长和繁殖。根据载体的类型、载体与生物结合的形式，生物固定化方法可分为吸附法、交联法、包埋法、复合固定化法等。其中包埋法是将生物包埋在高聚物的凝胶网格中或高分子半透膜内，小分子底物和产物可以通过高聚物或半透膜自由扩散，对生物的影响较小。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种玉米芽苗生物诱抗剂及其应用；通过选用合适的生防菌、植物活性成分及生物固定包埋技术，获得的生物诱抗剂效果稳定，持效期长，不受土壤环境、温湿度、ph等影响，可以诱导玉米幼苗产生抗逆物质，提高作物对土传病害、盐胁迫、旱涝等逆境抗性。

2、为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种玉米芽苗生物诱抗剂，所述生物诱抗剂包括微生物、植物活性成分、载体和交联剂；所述微生物为深绿木霉菌trichoderma sp.ctccsj-f-ky10039cctcc no.m 20221135，所述植物活性成分为木犀草素，所述载体为海藻酸钠、壳聚糖、角叉菜胶。通过采用上述技术方案，微生物和植物活性成分共同作为有效成分，可以克服微生物起作用慢，植物活性成分起作用持效期短的问题；另外载体选用三种物质，可以克服单独使用一种载体带来的局限性。海藻酸钠作为载体对微生物无毒，传质性好，价格低，好操作等优点，使用广泛，但是耐机械强度低，在土壤中易被微生物分解等缺点。壳聚糖、角叉菜胶由分子结构决定其性能稳定，可以提高包埋颗粒的强度，易固定，且微生物存活率、繁殖率高，同时壳聚糖还可以为微生物的繁殖和生长提供碳源等。

4、作为一个实施方案，所述交联剂为氯化钙溶液。

5、第二方面，本发明还涉及一种玉米芽苗生物诱抗剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：

6、s1、将深绿木霉菌株ctccsj-f-ky10039接种至pda培养基中，于27-30℃光照培养箱培养3-5d后，制备孢子悬浮液，在pd中接种浓度为1×105-107个/ml木霉孢子，27-30℃，150-300rpm培养4-6天，得到菌液，9000-12000rpm离心15-25分钟后得到菌体；在一些实施示例中，于28℃光照培养箱培养4d后，制备孢子悬浮液，在pd中接种浓度为1×106个/ml木霉孢子，28℃，200rpm培养5天，得到菌液，10000rpm离心20分钟后得到菌体；

7、s2、以海藻酸钠、壳聚糖、角叉菜胶为载体，灭菌操作后，将所述菌体-植物活性成分包埋到载体中得到菌体-植物活性成分-载体混合物；

8、s3、将所述菌体-植物活性成分-载体混合物通过物理挤压的方式滴入无菌交联剂中制成球状物，用无菌生理盐水清洗8-15次，得到深绿木霉菌ctccsj-f-ky10039-木犀草素包埋小珠，26-30℃干燥20-30h，0-4℃保存。在一些实施示例中，用无菌生理盐水清洗10次，得到深绿木霉菌ctccsj-f-ky10039包埋小珠，27℃干燥24h，4℃保存。通过采用上述技术方案，固定剂氯化钙中的钙离子与载体分子螯合形成不溶于水的凝胶从而将细胞固定。

9、作为一个实施方案，所述载体是将海藻酸钠、壳聚糖、角叉菜胶溶解在无菌水中形成的质量浓度是1-3％的载体溶液；所述载体溶液与菌体-植物活性成分的用量比为5-20ml:1g；载体中海藻酸钠、壳聚糖、角叉菜胶的质量比为1-4:2-5:1-10。在一些实施示例中，形成质量浓度是2％的载体溶液；所述载体溶液与菌体的用量比为10ml:1g；载体中海藻酸钠、壳聚糖、角叉菜胶的质量比为1:3:2。

10、作为一个实施方案，所述菌液中有效活菌数为1×109个/ml以上。

11、作为一个实施方案，所述菌体和植物活性成分的比例是10:(1-7)。

12、作为一个实施方案，步骤s2中，所述载体进行灭菌操作，所述灭菌条件为121℃，0.12mpa压力下蒸汽灭菌20min。

13、作为一个实施方案，所述交联剂是质量浓度为0.5-2％的氯化钙溶液；所述氯化钙溶液与菌体的用量比为20ml:1g。在一些实施示例中，所述交联剂是质量浓度为1％的氯化钙溶液。

14、作为一个实施方案，所述物理挤压方式为将所述菌剂-植物活性成分-载体混合物用移液枪均匀滴加到交联剂中，每滴体积为0.02ml。

15、作为一个实施方案，所述包埋小珠的固化时间为15-20h。优选包埋小珠的固化时间为18h。

16、第三方面，本发明涉及玉米芽苗生物诱抗剂在诱导玉米芽苗产生抗逆物质中的应用。通过生物诱抗剂对玉米种子进行诱导后定殖。

17、本发明中，所述深绿木霉菌trichoderma sp.ctccsj-f-ky10039于2022年7月19日保藏在中国典型培养物保藏中心(cctcc)，保藏地址为中国武汉武汉大学，保藏编号是：cctcc no.m 20221135。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、1、采用本发明特定的生物诱抗剂对玉米种子进行诱导，使玉米芽苗产生抗逆物质，提高作物对土传病害、盐胁迫、旱涝等逆境抗性，提高产量和品质，安全无毒，从而减少化学农药和化学肥料的使用，符合绿色农业和碳减排的发展需求。

20、2、本发明生物诱抗剂采用微生物和植物活性成分的组合物，可以避免微生物起作用慢，植物活性成分起作用持效期短的问题。

21、3、本发明通过对生物诱抗剂进行包埋处理，避免了施入土壤后菌体被直接暴露在开放、多变的土壤环境下导致菌体的大量死亡，不易形成优势菌群难以发挥菌剂的应有效果的缺点。

22、4、本发明对包埋载体进行了筛选和组合，克服了单一使用一种载体造成的机械强度弱、微生物存活率低等缺点，施入土壤中后，在自然环境中耐冲击等，更好的起到保护微生物活性成分的作用。

23、5、本发明特定的生物诱抗剂可以诱导玉米芽苗产生多种抗逆物质比如丙二醛、钙离子、茉莉酸、水杨酸升高，进而提高作物对干旱、盐碱等逆境环境的适应，产品制备方法简单，使用方便，安全可靠，具有较好的应用潜力和价值。