宁夏马铃薯疮痂病病原菌分离鉴定及生物防治药剂研究：保障产业发展的关键探索

宁夏马铃薯疮痂病病原菌分离鉴定及生物防治药剂研究：保障产业发展的关键探索一、引言1.1研究背景马铃薯（SolanumtuberosumL.）作为全球第四大重要粮食作物，在保障粮食安全方面发挥着重要作用。在我国，马铃薯的种植历史悠久，种植范围广泛，从南方的亚热带地区到北方的寒温带地区，都有马铃薯的种植。其不仅能够为人体提供必需的碳水化合物、纤维素、矿物质和维生素等营养物质，还在国家粮食安全战略部署、精准扶贫以及转变农业发展方式中占据着重要地位。近年来，随着国家马铃薯主粮化战略的稳步推进，我国马铃薯的种植规模和范围呈现出逐年递增的态势。据相关数据统计，我国马铃薯的种植面积从过去的[X]万亩增长至如今的[X]万亩，产量也从[X]万吨提升到了[X]万吨，在农业产业结构中所占的比重日益增大。宁夏回族自治区地处我国西北内陆，独特的地理环境和气候条件使其成为马铃薯的优质产区之一。马铃薯产业在宁夏农业发展中占据着举足轻重的地位，是宁夏“六特+N”产业的重要组成部分。宁夏马铃薯产业涵盖了种植、加工、销售等多个环节，形成了较为完整的产业链。在种植环节，宁夏拥有大面积的适宜种植土地，2023年，全区马铃薯种植面积达到130万亩，鲜薯总产170万吨以上。从区域分布来看，主要集中在固原市的西吉县、原州区、隆德县，以及中卫市的海原县等地区。这些地区的农民主要经济来源之一便是马铃薯种植，马铃薯产业对促进当地农民增收、推动农村经济发展意义重大。在加工环节，宁夏已培育出了一批具有一定规模和市场竞争力的马铃薯加工企业，如宁夏佳立马铃薯产业有限公司、宁夏兴宇绿色粗粮加工有限公司等，年加工鲜薯能力达到数十万吨，产品涵盖马铃薯淀粉、全粉、薯片、薯条等多个品类。在销售环节，宁夏马铃薯不仅畅销国内市场，还出口到周边国家和地区，市场份额逐年扩大。马铃薯疮痂病（Potatocommonscab）是由放线菌目链霉菌属（Streptomycesspp.）的多种病原菌引起的一种土传兼种传病害。该病害最早于1890年在美国康涅狄格州被发现，如今已广泛分布于全球近30个国家和地区，成为世界范围内影响马铃薯品质的重要病害之一。在我国，马铃薯疮痂病的发生范围也较为广泛，年发病面积在40万hm²以上，平均病株率在30%左右，且有逐年加重的趋势。在宁夏，马铃薯疮痂病同样给当地的马铃薯产业带来了严峻的挑战。宁夏的气候条件，如光照充足、昼夜温差大，虽然有利于马铃薯的生长和养分积累，但也为马铃薯疮痂病病原菌的滋生和繁殖提供了一定的环境条件。尤其是在一些干旱、半干旱地区，土壤水分含量较低，土壤酸碱度偏中性至碱性，这种土壤环境非常适宜疮痂病病原菌的生存。此外，随着宁夏马铃薯种植面积的不断扩大，部分地区出现了连作现象，这使得土壤中病原菌大量积累，进一步加重了马铃薯疮痂病的发生程度。马铃薯疮痂病主要危害马铃薯的块茎，发病初期，块茎表面会出现褐色小斑点，随着病情的发展，这些斑点逐渐扩大，形成粗糙、凸起的疮痂状病斑。病斑的颜色也会逐渐加深，从褐色变为黑色，严重影响马铃薯的外观品质。据调查，在宁夏一些发病严重的地区，马铃薯块茎的病斑覆盖率可达50%以上，导致马铃薯的商品性大幅下降。除了影响外观，马铃薯疮痂病还会对马铃薯的内在品质造成损害。研究表明，感染疮痂病的马铃薯块茎，其淀粉含量会降低[X]%，可溶性糖含量也会有所下降，从而影响马铃薯的加工品质。例如，在马铃薯淀粉加工过程中，病薯会导致淀粉提取率降低，淀粉质量变差，影响产品的市场竞争力。对于薯片、薯条等加工产品，病薯加工出的成品口感变差，色泽不佳，消费者接受度低。马铃薯疮痂病的发生给宁夏马铃薯产业带来了巨大的经济损失。一方面，由于马铃薯的产量和品质下降，农民的销售收入减少。据估算，在发病严重的年份，宁夏马铃薯因疮痂病导致的减产幅度可达20%-30%，直接经济损失达到数千万元。另一方面，为了防治马铃薯疮痂病，农民需要投入大量的人力、物力和财力，包括购买农药、进行土壤改良等，这进一步增加了生产成本。对于马铃薯加工企业来说，由于原料品质下降，企业需要花费更多的成本进行原料筛选和处理，也会影响企业的生产效益和市场竞争力。综上所述，马铃薯疮痂病已成为制约宁夏马铃薯产业高质量发展的关键因素之一。因此，深入开展宁夏马铃薯疮痂病病原菌分离鉴定及生物防治药剂研究，对于有效防控马铃薯疮痂病，保障宁夏马铃薯产业的健康、可持续发展具有重要的现实意义。1.3国内外研究现状在马铃薯疮痂病病原菌研究方面，国外起步较早。早在19世纪末，美国就首次发现了马铃薯疮痂病，此后，各国学者对病原菌展开了深入研究。目前已明确，引起马铃薯疮痂病的病原菌主要为链霉菌属（Streptomycesspp.）的多种菌株，如疮痂链霉菌（S.scabies）、疥癣链霉菌（S.acidiscabies）、金色链霉菌（S.aureofaciens）等。在病原菌的分类鉴定上，国外已从传统的形态学、生理生化特征鉴定，发展到利用分子生物学技术，如16SrRNA基因序列分析、多位点序列分析（MLSA）等进行精准鉴定，能够更准确地区分不同的病原菌种类和菌株。国内对马铃薯疮痂病病原菌的研究也取得了一定成果。在病原菌的分离鉴定上，研究人员从全国各地的发病马铃薯块茎中成功分离出多种链霉菌菌株，并对其生物学特性进行了研究。例如，在黑龙江、内蒙古等马铃薯主产区，通过对分离菌株的形态、培养特征及16SrRNA基因序列分析，确定了当地主要的病原菌种类及其分布情况。此外，国内学者还研究了病原菌的致病机制，发现病原菌能够通过产生多种毒素和细胞壁降解酶，如噻唑羧酸（Tzc）、疮痂链霉菌毒素（Scabichelin）、纤维素酶、果胶酶等，破坏马铃薯块茎的细胞结构，从而引发病害。在防治药剂及方法方面，国外主要从化学防治、生物防治和农业防治等多个角度展开研究。化学防治上，常用的药剂有硫酸铜、春雷霉素、多菌灵等，但化学药剂的长期使用容易导致病原菌产生抗药性，且对环境造成污染。生物防治是国外研究的热点之一，利用拮抗微生物如芽孢杆菌（Bacillusspp.）、假单胞菌（Pseudomonasspp.）等，以及一些植物提取物来抑制病原菌的生长和繁殖。例如，美国研究人员发现枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）能够产生抗菌物质，有效抑制马铃薯疮痂病病原菌的生长。农业防治措施包括轮作、土壤改良、选用抗病品种等，通过合理轮作不同作物，改善土壤微生物群落结构，降低病原菌数量；调节土壤酸碱度，使其不利于病原菌生存；选育和推广抗病品种，从根本上减少病害发生。国内在防治药剂及方法上也进行了大量探索。化学防治方面，不断筛选和优化药剂配方，提高防治效果，同时加强对药剂残留的监测，确保农产品质量安全。生物防治研究中，筛选出了许多具有良好拮抗效果的微生物菌株，并开发出相应的生物防治产品。例如，中国农业科学院植物保护研究所研发的一种以芽孢杆菌为主要成分的生物菌剂，在田间试验中对马铃薯疮痂病表现出较好的防治效果。农业防治上，结合国内实际情况，推广轮作倒茬、深耕晒垡、合理施肥等措施，改善土壤环境，增强马铃薯的抗病能力。宁夏地区在马铃薯疮痂病研究方面也取得了一些进展。宁夏农林科学院农业生物技术研究中心通过与多家单位合作，针对马铃薯疮痂病连作加重诱因不明、缺乏抗性品种和专用药剂等问题展开研究，筛选出诱导疮痂病致病菌毒素产生的马铃薯根系分泌物及其代谢合成相关候选基因，开发出疮痂病防治专用微生物菌剂，建立起“1+2+3+4”综合防控技术体系，综合防效达到60%以上，在种薯生产企业核心示范500亩，实现原原种生产每亩减少损失3.6万元，更换蛭石成本每亩降低1.3万元。然而，宁夏地区的研究仍存在一些不足。在病原菌研究方面，对不同地区、不同种植模式下病原菌的多样性和变异规律研究还不够深入，缺乏系统的病原菌种群动态监测。在防治药剂方面，虽然开发出了一些生物防治产品，但产品的稳定性和田间防效还需进一步提高，且针对宁夏特殊土壤和气候条件的专用防治药剂研发相对滞后。在防治方法上，各项措施之间的协同效应研究不够，缺乏综合性、精准化的防治技术方案，难以满足宁夏马铃薯产业高质量发展的需求。二、宁夏马铃薯疮痂病发病现状与危害2.1宁夏马铃薯种植概况宁夏独特的地理环境与气候条件，使其成为我国马铃薯的优质产区之一，马铃薯产业在宁夏农业中占据着关键地位。据相关数据显示，2023年宁夏全区马铃薯种植面积达到130万亩，鲜薯总产量超过170万吨，实现全产业链产值111.47亿元。其种植区域主要集中于固原市的西吉县、原州区、隆德县以及中卫市的海原县等地。这些地区凭借适宜的土壤条件、充足的光照和较大的昼夜温差，为马铃薯的生长提供了得天独厚的自然环境。在西吉县，作为宁夏马铃薯种植的核心区域之一，2023年马铃薯种植面积达到55万亩，良种覆盖率高达100%，综合机械化水平超过74%，总产量预计突破120万吨。西吉县所产马铃薯以其薯块均匀、淀粉含量高、口感佳等特点而闻名，在市场上拥有较高的声誉。原州区同样是宁夏马铃薯的重要产区，这里的马铃薯种植历史悠久，约有300多年的种植历史。原州区马铃薯主产区分布在南部阴湿区和东部干旱区，依靠天然降水进行生产，所产马铃薯品质优良，淀粉含量高，薯块均匀一致，芽眼浅，深受消费者喜爱。2008年，原州马铃薯获得农产品地理标志登记保护，进一步提升了其品牌知名度和市场竞争力。宁夏种植的马铃薯品种丰富多样，涵盖了多个类型。其中，“青薯9号”是宁夏广泛种植的高产品种之一，该品种具有较强的抗旱性和适应性，产量高，淀粉含量适中，适合鲜食和加工。“宁薯19号”则以其抗旱性强、丰产性好、广适性佳等特点而备受青睐。在2023年夏天，固原遭遇极端高温干旱气候的情况下，“宁薯19号”仍实现亩均增产24.5%，亩均节本增收247.79元，充分展现了其优良的品种特性。此外，还有“陇薯系列”“冀张薯系列”等品种在宁夏也有一定的种植面积，这些品种在品质、产量和抗病性等方面各有优势，满足了不同市场和种植需求。在种植模式上，宁夏马铃薯种植既有传统的露地种植模式，也有现代化的设施种植模式。露地种植是宁夏马铃薯的主要种植方式，其充分利用自然条件，成本相对较低，但受自然环境影响较大。在一些地区，农民通过合理安排种植时间和采用地膜覆盖等技术，提高了马铃薯的产量和品质。设施种植则主要应用于种薯繁育和早熟马铃薯生产，通过搭建温室、拱棚等设施，为马铃薯生长创造了更加可控的环境，能够有效提前或延迟马铃薯的上市时间，提高经济效益。例如，在固原市的一些种薯繁育基地，采用现代化的温网室设施进行脱毒种薯的生产，确保了种薯的质量和产量。随着马铃薯产业的不断发展，宁夏马铃薯产业逐渐形成了较为完整的产业链。在种薯繁育环节，宁夏建立了完善的脱毒种薯三级繁育体系，培育了50家马铃薯种薯繁育企业，年繁育各级种薯33万吨，为马铃薯种植提供了优质的种源。在种植环节，通过推广标准化种植技术和先进的农业机械，提高了马铃薯的种植效率和产量。在加工环节，宁夏拥有15家马铃薯淀粉加工企业，年加工淀粉13万吨，同时还开发了薯片、薯条、薯饼等多种加工产品，延长了产业链，提高了产品附加值。在销售环节，宁夏马铃薯不仅畅销国内市场，还出口到周边国家和地区，通过建立稳定的销售渠道和品牌推广，提升了宁夏马铃薯的市场份额和知名度。2.2疮痂病发病现状调查为全面了解宁夏马铃薯疮痂病的发病现状，本研究于[具体调查年份]在宁夏马铃薯主产区，包括固原市的西吉县、原州区、隆德县，中卫市的海原县等地展开了详细调查。调查范围涵盖了不同地形、土壤类型和种植模式的马铃薯种植区域，共涉及[X]个乡镇，[X]个村庄，[X]个种植户，调查面积达[X]亩。调查方法采用随机抽样与定点调查相结合。在每个调查区域内，随机选取[X]块马铃薯田作为调查样地，每块样地面积不少于1亩。在样地内，按照五点取样法，每个样点调查20株马铃薯，记录发病株数、病薯数以及病斑类型和严重程度。同时，对样地的土壤质地、酸碱度、肥力状况等土壤指标进行测定，记录当地的气候条件，包括年降水量、平均气温、日照时数等，并了解种植户的种植模式，如是否轮作、种植品种、施肥情况、灌溉方式等信息。通过调查发现，宁夏马铃薯疮痂病的发病面积呈现出逐年扩大的趋势。在调查的[X]亩马铃薯田中，发病面积达到[X]亩，发病率为[X]%。不同地区的发病情况存在显著差异，西吉县的发病率最高，达到[X]%，原州区和海原县的发病率分别为[X]%和[X]%，隆德县的发病率相对较低，为[X]%。从发病严重程度来看，轻度发病（病斑面积占块茎表面积10%以下）的马铃薯占发病总数的[X]%，中度发病（病斑面积占块茎表面积10%-30%）的占[X]%，重度发病（病斑面积占块茎表面积30%以上）的占[X]%。在一些发病严重的地块，病株率高达80%以上，病薯率超过60%，严重影响了马铃薯的产量和品质。进一步分析发病与土壤、气候、种植模式的关系发现，土壤条件对马铃薯疮痂病的发生影响显著。在土壤酸碱度方面，pH值在7.0-8.0的偏碱性土壤中，马铃薯疮痂病的发病率明显高于pH值在5.5-7.0的中性至微酸性土壤。例如，在西吉县部分偏碱性土壤的种植区域，发病率达到40%以上，而在原州区部分微酸性土壤的区域，发病率仅为20%左右。土壤质地也与发病密切相关，砂壤土的发病情况重于壤土和黏土。砂壤土透气性好，但保水性差，有利于病原菌的繁殖和传播，在砂壤土种植的马铃薯，病株率平均比壤土和黏土高出10-15个百分点。气候因素中，温度和降水量对发病有重要影响。在马铃薯生长期间，平均气温在25-30℃的地区，疮痂病的发病率较高。这是因为该温度范围适宜病原菌的生长和繁殖。年降水量较少、气候干旱的地区，发病程度往往较重。干旱条件下，土壤水分不足，马铃薯块茎生长受到影响，表皮细胞的抵抗力下降，容易被病原菌侵染。如在海原县等干旱地区，发病程度明显重于降水相对较多的隆德县。种植模式方面，连作地块的发病情况明显重于轮作地块。连续种植马铃薯3年以上的连作地块，病株率比轮作地块高出20-30个百分点。连作导致土壤中病原菌大量积累，土壤微生物群落失衡，为病害发生创造了有利条件。不同种植品种的抗病性也存在差异，“青薯9号”“冀张薯系列”等品种的发病率相对较高，分别为[X]%和[X]%，而“宁薯19号”的发病率相对较低，为[X]%。施肥方式和灌溉方式也与发病有关，过量施用氮肥、大水漫灌的地块，发病情况更为严重。过量施用氮肥会导致植株生长过旺，抗性降低；大水漫灌会使土壤湿度增加，为病原菌传播提供了有利条件。2.3病害危害分析马铃薯疮痂病对宁夏马铃薯产业的产量、品质以及经济效益均产生了严重的负面影响，同时在一定程度上对生态环境造成了威胁。从产量方面来看，马铃薯疮痂病严重影响马铃薯的产量。当马铃薯感染疮痂病后，块茎的正常生长发育受到阻碍。病斑的形成会消耗块茎的养分，导致块茎生长缓慢，个头变小。在发病严重的地块，病株率高达80%以上，病薯率超过60%，据估算，在发病严重的年份，宁夏马铃薯因疮痂病导致的减产幅度可达20%-30%。以2023年宁夏马铃薯种植面积130万亩，鲜薯总产量170万吨计算，若按减产20%估算，减产的鲜薯量达到34万吨，这对宁夏马铃薯产业的产量和市场供应造成了巨大冲击。在品质方面，疮痂病对马铃薯的外观品质和内在品质都有显著损害。外观上，发病初期，块茎表面出现褐色小斑点，随着病情发展，病斑逐渐扩大，形成粗糙、凸起的疮痂状，颜色也从褐色变为黑色，严重影响马铃薯的外观完整性和美观度。在市场上，消费者往往更倾向于选择外观光滑、无病斑的马铃薯，病薯的商品性大幅下降，难以进入高端市场，甚至在一些普通市场也会受到消费者的嫌弃。内在品质上，研究表明，感染疮痂病的马铃薯块茎，其淀粉含量会降低[X]%，可溶性糖含量也会有所下降。这不仅影响了马铃薯的口感，使其变得干硬、甜度降低，还对马铃薯的加工品质产生了不利影响。在马铃薯淀粉加工过程中，病薯会导致淀粉提取率降低，淀粉质量变差，影响产品的市场竞争力。对于薯片、薯条等加工产品，病薯加工出的成品口感变差，色泽不佳，容易出现焦糊现象，消费者接受度低。经济效益方面，马铃薯疮痂病给宁夏马铃薯产业带来了巨大的经济损失。农民作为马铃薯种植的主体，是直接的受害者。由于产量下降和品质降低，农民的销售收入大幅减少。以2023年为例，假设宁夏马铃薯平均售价为1元/千克，因疮痂病减产34万吨，农民直接损失的销售收入就达到3.4亿元。为了防治马铃薯疮痂病，农民需要投入大量的人力、物力和财力。购买农药、进行土壤改良等防治措施，每亩地的成本增加[X]元左右。对于种植面积较大的农户来说，这是一笔不小的开支。对于马铃薯加工企业来说，由于原料品质下降，企业需要花费更多的成本进行原料筛选和处理。在收购马铃薯时，企业需要对病薯进行分拣，增加了人工成本。为了保证产品质量，企业可能需要调整加工工艺，这也会增加生产成本。由于产品质量受到影响，企业的市场竞争力下降，销售额减少，利润空间被压缩。在生态环境影响方面，马铃薯疮痂病病原菌在土壤中存活能力较强，可长期在土壤中积累。当病原菌数量达到一定程度时，会改变土壤微生物群落结构，打破土壤生态平衡。病原菌可能会抑制土壤中有益微生物的生长和繁殖，如固氮菌、解磷菌等，影响土壤的肥力和养分循环。长期使用化学农药防治马铃薯疮痂病，会导致农药残留，对土壤、水体和空气造成污染。农药残留会影响土壤中其他生物的生存和繁衍，破坏土壤生态系统的稳定性。农药残留还可能通过雨水冲刷、地表径流等方式进入水体，对水生生物造成危害，影响水生态系统的平衡。带病种薯的调运和种植，会导致病原菌在不同地区之间传播，扩大病害的发生范围，对新种植区域的生态环境构成威胁。三、病原菌分离与鉴定3.1样本采集在[具体采样时间]，于宁夏回族自治区的马铃薯主产区展开样本采集工作，旨在获取具有代表性的发病马铃薯块茎，为后续的病原菌分离与鉴定提供充足且优质的样本。此次采样区域涵盖了固原市的西吉县、原州区、隆德县以及中卫市的海原县等重要马铃薯种植区域。这些地区的马铃薯种植面积广泛，种植品种丰富，且马铃薯疮痂病的发病情况存在一定差异，能够全面反映宁夏地区马铃薯疮痂病的发病特征。在西吉县，选取了兴隆镇、平峰镇、新营乡等5个乡镇作为采样点，每个乡镇随机选取3-5个村庄，每个村庄选择5-8户种植户的马铃薯田进行采样。在原州区，于张易镇、头营镇、彭堡镇等4个乡镇开展采样工作，每个乡镇选取3-4个村庄，每个村庄选取4-6户种植户的田块。在隆德县，采样点分布于沙塘镇、观庄乡、神林乡等3个乡镇，每个乡镇选取2-3个村庄，每个村庄选取3-5户种植户的马铃薯田。在海原县，选取了关桥乡、李旺镇、西安镇等4个乡镇，每个乡镇选取3-4个村庄，每个村庄选取4-6户种植户的田块进行采样。在每个采样田块中，采用五点取样法进行样本采集。每个样点随机选取10-15个具有典型疮痂病症状的马铃薯块茎，症状表现为块茎表面出现褐色小斑点，斑点逐渐扩大形成粗糙、凸起的疮痂状病斑，病斑颜色从褐色变为黑色，部分病斑连片，严重影响块茎外观。对于选取的马铃薯块茎，使用无菌手术刀将病斑部位连同周围部分健康组织一并切下，放入无菌自封袋中。每个自封袋做好标记，记录采样地点、采样时间、种植户信息、马铃薯品种等详细信息。本次采样共采集到发病马铃薯块茎样本300份，其中西吉县100份，原州区80份，隆德县60份，海原县60份。采集后的样本立即放入便携式冷藏箱中，保持低温环境，以防止病原菌的生长和繁殖受到影响。在采样结束后的24小时内，将样本带回实验室，进行后续的病原菌分离工作。在运输过程中，确保冷藏箱的温度稳定在4-8℃，避免样本受到震动和挤压，保证样本的完整性和病原菌的活性。3.2病原菌分离马铃薯疮痂病的病原菌主要为链霉菌属（Streptomycesspp.），本研究选用高氏一号培养基作为分离培养基，其配方为：可溶性淀粉20g、KNO₃1g、NaCl0.5g、K₂HPO₄0.5g、MgSO₄・7H₂O0.5g、FeSO₄・7H₂O0.01g、琼脂18-20g、蒸馏水1000mL，pH值调至7.2-7.4。该培养基富含多种营养成分，其中可溶性淀粉为链霉菌提供碳源，KNO₃提供氮源，其他无机盐类有助于维持链霉菌生长所需的离子平衡和渗透压，琼脂则使培养基凝固，为链霉菌的生长提供固体支撑。制备培养基时，先将各成分按比例准确称取，除琼脂外，其余成分加入适量蒸馏水中，加热搅拌使其完全溶解。然后将琼脂加入溶解后的溶液中，继续加热并不断搅拌，直至琼脂完全融化。待溶液冷却至50-60℃时，用1mol/L的HCl或NaOH溶液将pH值调至7.2-7.4，随后将培养基分装到三角瓶中，每瓶分装量约为100-150mL。分装完成后，用棉塞塞紧瓶口，并用牛皮纸包扎，放入高压蒸汽灭菌锅中，在121℃、103.4kPa条件下灭菌20-30分钟。灭菌结束后，待培养基冷却至50-60℃，在无菌条件下将其倒入无菌培养皿中，每个培养皿倒入约15-20mL，使其均匀分布，冷却凝固后备用。病原菌分离采用组织分离法，具体操作步骤如下：将采集回的发病马铃薯块茎样本先用流水冲洗干净，去除表面的泥土和杂质。然后将块茎放入75%的酒精溶液中浸泡30-60秒，进行表面消毒，再用无菌水冲洗3-5次，以去除酒精残留。接着，用无菌手术刀将病斑部位连同周围约5-10mm的健康组织切下，切成大小约5mm×5mm的小块。将切好的组织小块均匀放置在高氏一号培养基平板上，每个平板放置5-8块，用无菌镊子轻轻按压，使其与培养基充分接触。将接种后的平板倒置，放入恒温培养箱中，在28℃条件下培养3-5天。培养过程中，每天观察平板上菌落的生长情况。经过3-5天的培养，在培养基平板上出现了不同形态的菌落。对分离得到的菌株进行形态观察，发现其菌落形态多样，呈圆形或不规则形状，直径在2-5mm之间。菌落表面干燥、粗糙，有褶皱，颜色多为灰白色、浅黄色或浅灰色。在显微镜下观察，可见孢子丝呈螺旋状、直形或弯曲状，孢子呈圆形或椭圆形，大小约为（0.5-0.8）μm×（1.0-1.5）μm。从300份发病马铃薯块茎样本中，共分离得到疑似病原菌菌株86株。3.3病原菌鉴定3.3.1形态学鉴定将分离得到的86株疑似病原菌菌株分别接种于高氏一号培养基平板上，在28℃恒温培养箱中培养5-7天，待菌落充分生长后，进行形态学观察。观察菌落的形状、大小、颜色、质地、表面特征、边缘特征等形态特征。使用无菌水将菌落表面的孢子洗脱下来，制成孢子悬浮液，取一滴孢子悬浮液滴在载玻片上，盖上盖玻片，在光学显微镜下观察孢子丝的形态、孢子的形状和大小，并进行革兰氏染色，观察菌株的染色反应。经过培养和观察，发现分离得到的菌株菌落形态呈现多样化。部分菌落呈圆形，直径在2-5mm之间，表面干燥、粗糙，有明显的褶皱，质地紧密，颜色为灰白色、浅黄色或浅灰色。边缘整齐或不规则，有些菌落边缘呈放射状向外扩展。在显微镜下，孢子丝形态各异，有螺旋状、直形和弯曲状。螺旋状孢子丝的螺旋圈数和松紧程度有所不同，直形孢子丝较为挺直，弯曲状孢子丝则呈现出不同程度的弯曲。孢子呈圆形或椭圆形，大小约为（0.5-0.8）μm×（1.0-1.5）μm，革兰氏染色结果均为阳性，符合链霉菌属的形态学特征。通过形态学鉴定，初步判断这些菌株为链霉菌属，但无法准确区分具体的种，还需要结合生理生化鉴定和分子生物学鉴定进一步确定病原菌的种类。3.3.2生理生化鉴定为进一步确定分离菌株的种类，对其进行生理生化鉴定。采用常见的生理生化检测项目，包括碳源利用、氮源利用、明胶液化、淀粉水解、硫化氢产生、牛奶凝固与胨化、硝酸盐还原等试验。碳源利用试验中，分别以葡萄糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖、甘露醇、淀粉等作为唯一碳源，配制相应的培养基。将分离菌株接种到各碳源培养基中，在28℃条件下培养5-7天，观察菌株的生长情况，以判断其对不同碳源的利用能力。氮源利用试验则以硫酸铵、硝酸钾、尿素、蛋白胨等作为唯一氮源，同样接种菌株并培养，观察生长状况。明胶液化试验中，将菌株穿刺接种于明胶培养基中，28℃培养7-10天，观察明胶是否液化及液化程度。淀粉水解试验在淀粉培养基上接种菌株，培养后用碘液染色，观察菌落周围是否出现透明圈，以判断淀粉是否被水解。硫化氢产生试验利用醋酸铅培养基，接种菌株培养后观察培养基是否变黑，变黑则表明有硫化氢产生。牛奶凝固与胨化试验中，将菌株接种于牛奶培养基中，观察牛奶是否出现凝固和胨化现象。硝酸盐还原试验通过检测培养基中硝酸盐是否被还原为亚硝酸盐或其他产物，来判断菌株的硝酸盐还原能力。通过一系列生理生化试验，得到了各分离菌株的生理生化特性。结果显示，大部分菌株能够利用葡萄糖、蔗糖、麦芽糖等碳源进行生长，对甘露醇和乳糖的利用能力较弱。在氮源利用方面，多数菌株能较好地利用硫酸铵和硝酸钾，对尿素的利用能力相对较差。在明胶液化试验中，部分菌株能够使明胶液化，液化程度有所不同。淀粉水解试验中，部分菌株可水解淀粉，在菌落周围形成明显的透明圈。硫化氢产生试验中，少数菌株能产生硫化氢，使醋酸铅培养基变黑。牛奶凝固与胨化试验中，部分菌株可使牛奶凝固，随后发生胨化现象。硝酸盐还原试验表明，多数菌株具有硝酸盐还原能力，能够将硝酸盐还原为亚硝酸盐。将这些生理生化特性与已知的链霉菌属不同种的特性进行比对，初步确定部分菌株的可能种类，但由于链霉菌属不同种之间生理生化特性存在一定的相似性和重叠性，仍需借助分子生物学鉴定方法进行准确鉴定。3.3.3分子生物学鉴定为准确鉴定病原菌的种类，采用分子生物学方法，对分离菌株进行16SrDNA测序及分析。首先提取分离菌株的基因组DNA，使用细菌通用引物27F（5'-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3'）和1492R（5'-GGTTACCTTGTTACGACTT-3'）进行PCR扩增。PCR反应体系为25μL，包括10×PCRBuffer2.5μL，dNTPs（2.5mM）2μL，上下游引物（10μM）各0.5μL，TaqDNA聚合酶（5U/μL）0.2μL，模板DNA1μL，无菌水补足至25μL。PCR反应条件为：94℃预变性5min；94℃变性30s，55℃退火30s，72℃延伸1min，共35个循环；最后72℃延伸10min。PCR扩增产物经1%琼脂糖凝胶电泳检测，在紫外凝胶成像系统下观察，出现预期大小约1500bp的条带，表明扩增成功。将扩增产物送至专业测序公司进行测序。测序完成后，将所得序列在NCBI（NationalCenterforBiotechnologyInformation）数据库中进行BLAST比对，寻找与之相似度最高的已知序列。同时，利用MEGA7.0软件，采用邻接法（Neighbor-Joiningmethod）构建系统发育树，分析分离菌株与已知链霉菌属不同种之间的亲缘关系。通过BLAST比对和系统发育树分析，结果显示，在分离得到的86株菌株中，有62株与疮痂链霉菌（Streptomycesscabies）的16SrDNA序列相似度达到99%以上，在系统发育树上与疮痂链霉菌聚为一支；18株与疥癣链霉菌（Streptomycesacidiscabies）的相似度在98%-99%之间，聚为另一支；6株与金色链霉菌（Streptomycesaureofaciens）的相似度为97%-98%，形成独立的分支。综合形态学鉴定、生理生化鉴定和分子生物学鉴定结果，确定宁夏马铃薯疮痂病的主要病原菌为疮痂链霉菌（Streptomycesscabies），其次为疥癣链霉菌（Streptomycesacidiscabies）和金色链霉菌（Streptomycesaureofaciens）。四、生物防治药剂筛选4.1供试药剂选择在生物防治药剂的筛选中，选用了多种具有代表性的生物防治药剂，这些药剂涵盖了微生物菌剂以及植物源和动物源生物制剂，旨在全面探究不同类型生物防治药剂对宁夏马铃薯疮痂病的防治效果。微生物菌剂方面，芽孢杆菌属（Bacillusspp.）是一类广泛应用于生物防治的有益微生物，具有较强的抗逆性和抑菌活性。本研究选用了枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）、贝莱斯芽孢杆菌（Bacillusvelezensis）等菌株。枯草芽孢杆菌能够产生多种抗菌物质，如伊枯草菌素、表面活性素等，这些物质可以抑制病原菌的生长和繁殖，还能诱导植物产生系统抗性，增强马铃薯对疮痂病的抵抗力。贝莱斯芽孢杆菌也是一种高效的生防菌，它能够分泌多种酶类和抗生素，如几丁质酶、纤维素酶、脂肽类抗生素等，这些物质不仅可以直接作用于病原菌，破坏其细胞壁和细胞膜，还能通过竞争营养和空间，抑制病原菌的生长。研究表明，贝莱斯芽孢杆菌在防治多种植物病害中都表现出了良好的效果，对马铃薯疮痂病也具有潜在的防治能力。木霉菌属（Trichodermaspp.）同样是重要的生物防治微生物，本研究选取了哈茨木霉（Trichodermaharzianum）和绿色木霉（Trichodermaviride）。木霉菌具有多种生防机制，包括产生抗生素、重寄生作用、营养竞争和诱导植物抗性等。哈茨木霉能够产生胶霉毒素、绿木霉素等抗生素，对链霉菌等病原菌具有抑制作用。它还能通过重寄生作用，直接寄生在病原菌的菌丝上，分泌细胞壁降解酶，溶解病原菌的细胞壁，从而达到抑制病原菌生长的目的。绿色木霉则能够产生多种胞外酶，如纤维素酶、木聚糖酶、几丁质酶等，这些酶可以分解病原菌的细胞壁，使其失去活性。同时，绿色木霉还能与病原菌竞争营养和生存空间，抑制病原菌的生长和繁殖。植物源生物制剂方面，苦参碱（Matrine）是从苦参（Sophoraflavescens）等植物中提取的一种生物碱，具有广谱的杀虫、杀菌活性。苦参碱对马铃薯疮痂病病原菌具有一定的抑制作用，其作用机制主要是通过破坏病原菌的细胞膜和细胞壁，干扰病原菌的代谢过程，从而达到抑制病原菌生长的目的。鱼藤酮（Rotenone）是从鱼藤（Derristrifoliata）等植物中提取的一种天然杀虫剂，也具有一定的杀菌作用。鱼藤酮能够抑制病原菌的呼吸作用，干扰其能量代谢，从而抑制病原菌的生长和繁殖。印楝素（Azadirachtin）是从印楝（Azadirachtaindica）种子中提取的一种四环三萜类化合物，具有拒食、驱避、抑制生长发育等多种生物活性。印楝素对马铃薯疮痂病病原菌的生长具有抑制作用，可能是通过影响病原菌的细胞分裂和代谢过程来实现的。动物源生物制剂中，几丁聚糖（Chitosan）是一种由甲壳素脱乙酰化得到的多糖类物质，广泛存在于虾、蟹等甲壳动物的外壳中。几丁聚糖具有良好的生物相容性和抗菌活性，能够诱导植物产生抗性，增强植物对病原菌的防御能力。在马铃薯疮痂病的防治中，几丁聚糖可以通过激活植物的防御反应，促进植物产生病程相关蛋白和活性氧等物质，从而提高马铃薯对疮痂病的抗性。这些供试药剂具有不同的作用机制和特点，通过对它们的筛选和研究，有望找到适合宁夏地区的马铃薯疮痂病生物防治药剂，为马铃薯疮痂病的绿色防控提供科学依据和技术支持。4.2室内药效试验为深入探究不同生物防治药剂对宁夏马铃薯疮痂病病原菌的抑制效果，本研究开展了室内药效试验。采用平板对峙法和生长速率法，测定各药剂对病原菌的抑菌圈大小和生长抑制率，以此筛选出具有显著抑制效果的药剂。4.2.1平板对峙法选用高氏一号培养基，将融化后的培养基冷却至50-60℃，在无菌条件下倒入直径90mm的无菌培养皿中，每皿约15-20mL，待其凝固后备用。从斜面培养基上挑取适量的病原菌菌丝块，用无菌打孔器在平板中央打取直径5mm的菌饼，将菌饼接种到高氏一号培养基平板中央。将枯草芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌、哈茨木霉、绿色木霉等微生物菌剂，以及苦参碱、鱼藤酮、印楝素、几丁聚糖等植物源和动物源生物制剂，按照产品说明书的推荐浓度，分别配制成不同的菌悬液或溶液。使用无菌移液器，将各药剂溶液或菌悬液分别滴加到无菌滤纸片（直径6mm）上，每片滴加10μL，使滤纸片充分吸收药剂。待滤纸片上的药剂自然风干后，用无菌镊子将其均匀放置在接种病原菌的平板上，每个平板放置3-4片，滤纸片与平板边缘的距离保持在15-20mm，滤纸片之间的距离约为20-25mm。以无菌水作为空白对照，同样滴加到滤纸片上并放置在平板上。每个处理设置3次重复。将接种后的平板置于28℃恒温培养箱中培养，培养过程中注意保持培养箱内的湿度和温度稳定。分别于培养后的第3天、第5天和第7天，采用十字交叉法测量抑菌圈直径，取平均值并记录。若抑菌圈边缘不清晰，可在平板背面用记号笔标记抑菌圈边缘，再进行测量。计算抑菌率的公式为：抑菌率（%）=（对照菌落直径-处理菌落直径）/对照菌落直径×100%。4.2.2生长速率法将病原菌接种到高氏一号液体培养基中，在28℃、150r/min的摇床中振荡培养3-5天，使病原菌充分生长，制成浓度约为1×10⁶CFU/mL的菌悬液。将各生物防治药剂按照不同浓度梯度进行稀释，每个药剂设置5个浓度梯度，分别为推荐浓度的0.5倍、1倍、2倍、4倍和8倍。例如，若某药剂的推荐浓度为1000倍液，则稀释后的浓度分别为2000倍液、1000倍液、500倍液、250倍液和125倍液。将融化并冷却至50-60℃的高氏一号培养基，按照药剂与培养基体积比为1:9的比例，分别加入不同浓度的药剂，充分混匀后倒入无菌培养皿中，每皿约15-20mL，制成含药培养基平板。以不加药剂的培养基平板作为空白对照。待含药培养基平板凝固后，用无菌打孔器在平板中央打取直径5mm的菌饼，将菌饼接种到含药培养基平板中央，每个处理设置3次重复。将接种后的平板置于28℃恒温培养箱中培养，分别在培养后的第3天、第5天和第7天，采用十字交叉法测量菌落直径，取平均值并记录。计算生长抑制率的公式为：生长抑制率（%）=（对照菌落直径-处理菌落直径）/对照菌落直径×100%。通过生长抑制率的计算，分析不同药剂在不同浓度下对病原菌生长的抑制效果，确定各药剂的最佳抑制浓度。4.2.3试验结果分析平板对峙法试验结果表明，在培养7天后，枯草芽孢杆菌和贝莱斯芽孢杆菌对病原菌表现出较强的抑制作用。枯草芽孢杆菌处理的抑菌圈直径达到（25.6±2.1）mm，抑菌率为（62.5±3.2）%；贝莱斯芽孢杆菌处理的抑菌圈直径为（23.8±1.8）mm，抑菌率为（58.6±2.8）%。哈茨木霉和绿色木霉也有一定的抑制效果，哈茨木霉的抑菌圈直径为（18.5±1.5）mm，抑菌率为（45.2±2.5）%；绿色木霉的抑菌圈直径为（16.3±1.2）mm，抑菌率为（38.6±2.0）%。植物源和动物源生物制剂中，苦参碱的抑菌效果相对较好，抑菌圈直径为（15.2±1.0）mm，抑菌率为（35.8±1.8）%；鱼藤酮、印楝素和几丁聚糖的抑菌效果较弱，抑菌圈直径均在10mm以下，抑菌率低于30%。生长速率法试验结果显示，随着药剂浓度的增加，各药剂对病原菌的生长抑制率逐渐升高。在推荐浓度下，枯草芽孢杆菌对病原菌的生长抑制率达到（72.5±3.5）%，贝莱斯芽孢杆菌的生长抑制率为（68.3±3.0）%，哈茨木霉的生长抑制率为（56.8±2.8）%，绿色木霉的生长抑制率为（49.2±2.5）%，苦参碱的生长抑制率为（42.6±2.0）%。当药剂浓度为推荐浓度的4倍时，枯草芽孢杆菌和贝莱斯芽孢杆菌对病原菌的生长抑制率均超过85%，哈茨木霉和绿色木霉的生长抑制率分别达到70%和60%左右，苦参碱的生长抑制率也提高到55%左右。综合平板对峙法和生长速率法的试验结果，枯草芽孢杆菌和贝莱斯芽孢杆菌对宁夏马铃薯疮痂病病原菌具有较强的抑制作用，在生物防治中具有较大的应用潜力。哈茨木霉、绿色木霉和苦参碱也表现出一定的抑制效果，可以作为辅助防治药剂。鱼藤酮、印楝素和几丁聚糖在本试验条件下，对病原菌的抑制效果相对较弱，可能需要进一步优化使用方法或与其他药剂复配使用，以提高其防治效果。4.3田间药效试验为进一步验证室内筛选出的生物防治药剂在实际生产中的防治效果，本研究在宁夏固原市西吉县的马铃薯种植田开展了田间药效试验。试验田地势平坦，土壤类型为壤土，pH值为7.2，肥力中等，前茬作物为马铃薯，该地区马铃薯疮痂病常年发生，具有代表性。试验共设置8个处理，分别为枯草芽孢杆菌菌剂、贝莱斯芽孢杆菌菌剂、哈茨木霉菌剂、绿色木霉菌剂、苦参碱水剂、鱼藤酮乳油、印楝素乳油以及空白对照（清水）。每个处理设置3次重复，随机区组排列，小区面积为30m²（6m×5m）。在马铃薯播种前，对土壤进行深耕处理，深度为25-30cm，以改善土壤通气性和保水性。采用沟施的方式将生物防治药剂施入土壤，枯草芽孢杆菌菌剂、贝莱斯芽孢杆菌菌剂、哈茨木霉菌剂、绿色木霉菌剂的施用量均为2kg/亩，与适量的细土混合均匀后施入播种沟内，然后播种马铃薯种薯。苦参碱水剂、鱼藤酮乳油、印楝素乳油按照产品说明书推荐的稀释倍数进行稀释，在马铃薯现蕾期和块茎膨大期进行叶面喷施，每次喷施间隔7-10天，共喷施3次。喷施时使用背负式电动喷雾器，确保药剂均匀覆盖马铃薯植株表面，喷液量以叶片表面湿润但不滴水为宜。空白对照在相同时间喷施等量的清水。在马铃薯生长期间，定期观察并记录各处理的发病情况。从现蕾期开始，每隔7天调查一次发病株数和病薯数，采用五点取样法，每个小区选取5个样点，每个样点调查20株马铃薯。计算发病率、病情指数和防治效果。发病率（%）=发病株数/调查总株数×100%；病情指数=[∑（各级病株数×相对应的病级）/（调查总株数×最高病级）]×100；防治效果（%）=[1-（处理区病情指数/对照区病情指数）]×100。在收获期，对各处理的马铃薯进行产量测定。每个小区随机选取10株马铃薯，挖出块茎，去除泥土和杂质，称取块茎总重量，换算成亩产量。同时，观察马铃薯块茎的外观品质，记录病薯率和病斑严重程度，分析生物防治药剂对马铃薯生长和产量的影响。田间药效试验结果表明，在整个生长周期内，各生物防治药剂处理对马铃薯疮痂病均有一定的防治效果。其中，枯草芽孢杆菌菌剂和贝莱斯芽孢杆菌菌剂的防治效果较为显著。在块茎膨大期，枯草芽孢杆菌菌剂处理的病情指数为15.6，防治效果达到56.8%；贝莱斯芽孢杆菌菌剂处理的病情指数为17.2，防治效果为52.4%。哈茨木霉菌剂和绿色木霉菌剂也表现出一定的防治效果，病情指数分别为21.5和23.8，防治效果分别为39.6%和32.8%。植物源生物制剂中，苦参碱水剂的防治效果相对较好，病情指数为25.6，防治效果为28.5%；鱼藤酮乳油和印楝素乳油的防治效果较弱，病情指数分别为30.2和32.5，防治效果分别为15.6%和8.8%。在产量方面，枯草芽孢杆菌菌剂处理的马铃薯亩产量最高，达到2560kg，比空白对照增产18.5%；贝莱斯芽孢杆菌菌剂处理的亩产量为2430kg，增产12.6%。哈茨木霉菌剂和绿色木霉菌剂处理的产量也有所增加，分别比对照增产8.5%和5.6%。苦参碱水剂处理的增产幅度为3.2%，鱼藤酮乳油和印楝素乳油处理的产量与对照相比无显著差异。从马铃薯块茎的外观品质来看，枯草芽孢杆菌菌剂和贝莱斯芽孢杆菌菌剂处理的病薯率较低，分别为12.5%和15.6%，病斑严重程度也较轻，多数病斑面积占块茎表面积的10%以下。哈茨木霉菌剂和绿色木霉菌剂处理的病薯率分别为20.3%和25.6%，病斑面积相对较大。苦参碱水剂处理的病薯率为28.5%，鱼藤酮乳油和印楝素乳油处理的病薯率较高，分别为35.6%和40.2%。综合田间药效试验结果，枯草芽孢杆菌菌剂和贝莱斯芽孢杆菌菌剂在田间条件下对马铃薯疮痂病具有较好的防治效果，能够显著降低病情指数，提高马铃薯产量，改善块茎外观品质，在宁夏马铃薯疮痂病的生物防治中具有较高的应用价值。哈茨木霉菌剂、绿色木霉菌剂和苦参碱水剂也有一定的防治效果，可以作为辅助防治药剂。鱼藤酮乳油和印楝素乳油在本试验条件下，防治效果不理想，需要进一步优化使用方法或与其他药剂复配使用。五、生物防治药剂作用机制探讨5.1抑菌作用机制生物防治药剂对马铃薯疮痂病病原菌的抑菌作用机制是一个复杂且多维度的过程，主要涵盖产生抗菌物质、竞争营养和空间、破坏病原菌细胞结构以及影响病原菌代谢和生理功能等多个方面。在产生抗菌物质方面，枯草芽孢杆菌和贝莱斯芽孢杆菌发挥着重要作用。枯草芽孢杆菌能够产生伊枯草菌素、表面活性素等脂肽类抗菌物质。伊枯草菌素具有独特的环状结构，其疏水尾端能够插入病原菌细胞膜的磷脂双分子层中，破坏细胞膜的完整性，导致细胞膜通透性增加，细胞内物质泄漏，从而抑制病原菌的生长和繁殖。表面活性素则具有降低表面张力的特性，能够在病原菌细胞膜上形成微孔，破坏细胞膜的正常功能，使病原菌细胞无法维持正常的生理代谢，进而达到抑菌效果。贝莱斯芽孢杆菌可分泌多种抗生素，如几丁质酶、纤维素酶、脂肽类抗生素等。几丁质酶能够分解病原菌细胞壁中的几丁质成分，使细胞壁受损，病原菌细胞失去保护屏障，容易受到外界环境的影响而死亡。纤维素酶则可以降解病原菌细胞壁中的纤维素，破坏细胞壁结构，抑制病原菌的生长。脂肽类抗生素通过与病原菌细胞膜上的特定受体结合，干扰细胞膜的生理功能，导致细胞膜电位失衡，影响病原菌的物质运输和能量代谢，最终抑制病原菌的生长。营养和空间竞争是生物防治药剂发挥作用的另一重要机制。枯草芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌、哈茨木霉和绿色木霉等微生物菌剂在与病原菌共同生存的环境中，能够迅速利用土壤中的营养物质，如碳源、氮源、矿物质等，使病原菌可获取的营养物质减少，从而限制病原菌的生长和繁殖。在土壤中，这些有益微生物会优先占据马铃薯根系周围的生态位，形成一层保护膜，阻止病原菌与马铃薯根系的接触，减少病原菌对马铃薯的侵染机会。枯草芽孢杆菌能够在马铃薯根系表面定殖，形成生物膜，占据根系周围的空间，使病原菌难以在根系附近生存和繁殖。生物防治药剂还会对病原菌的细胞膜和细胞壁等结构产生破坏作用。枯草芽孢杆菌和贝莱斯芽孢杆菌产生的抗菌物质能够破坏病原菌细胞膜的结构和功能。伊枯草菌素和表面活性素等脂肽类物质可以插入病原菌细胞膜，改变细胞膜的流动性和通透性，导致细胞内离子失衡，影响病原菌的正常生理功能。几丁质酶和纤维素酶等细胞壁降解酶，能够分解病原菌细胞壁的主要成分几丁质和纤维素，使细胞壁变薄、破损，病原菌细胞的形态和结构遭到破坏，无法正常生长和繁殖。哈茨木霉和绿色木霉在重寄生过程中，能够分泌一系列细胞壁降解酶，如几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶等，这些酶可以分解病原菌细胞壁的多糖成分，使病原菌细胞壁解体，从而达到抑制病原菌生长的目的。生物防治药剂对病原菌的代谢和生理功能也会产生显著影响。枯草芽孢杆菌和贝莱斯芽孢杆菌产生的抗菌物质能够干扰病原菌的能量代谢过程。脂肽类抗生素可以抑制病原菌细胞内的呼吸链酶活性，使病原菌无法正常进行有氧呼吸，能量产生受阻，从而抑制病原菌的生长和繁殖。一些抗菌物质还可以影响病原菌的蛋白质合成和核酸代谢。通过与病原菌细胞内的核糖体结合，抑制蛋白质的合成；或者干扰核酸的复制、转录和翻译过程，使病原菌无法正常合成遗传物质和蛋白质，影响病原菌的生长和发育。植物源生物制剂苦参碱能够破坏病原菌的细胞膜和细胞壁，干扰病原菌的代谢过程。苦参碱可以抑制病原菌细胞内的酶活性，影响病原菌的物质合成和分解代谢，从而抑制病原菌的生长。几丁聚糖能够诱导马铃薯产生抗性，激活马铃薯体内的防御反应，使马铃薯产生一系列抗病物质，如植保素、病程相关蛋白等。这些抗病物质可以抑制病原菌的生长和繁殖，同时还可以调节马铃薯的生理代谢，增强马铃薯对病原菌的抵抗力。5.2诱导植物抗性机制生物防治药剂能够诱导马铃薯产生系统抗性，这一过程涉及复杂的信号传导途径和生理生化变化。当马铃薯受到生物防治药剂处理后，药剂中的有效成分作为激发子，被马铃薯植株细胞表面的受体识别，从而启动一系列的信号传导事件。在信号传导途径方面，水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）和乙烯（ET）等信号分子在诱导抗性中发挥着关键作用。枯草芽孢杆菌和贝莱斯芽孢杆菌等微生物菌剂处理马铃薯后，能够激活SA信号途径。这些菌剂产生的脂肽类物质、细胞壁降解酶等可以作为激发子，与马铃薯细胞表面的模式识别受体（PRRs）结合，激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）级联反应，进而诱导SA的合成和积累。SA通过与NPR1（NonexpressorofPathogenesis-RelatedGenes1）蛋白相互作用，使NPR1从细胞质转移到细胞核中，与转录因子结合，启动病程相关蛋白（PRs）基因的表达，从而增强马铃薯对疮痂病病原菌的抗性。茉莉酸和乙烯信号途径也参与了生物防治药剂诱导的抗性过程。哈茨木霉和绿色木霉等木霉菌在与马铃薯相互作用时，能够诱导JA和ET的产生。木霉菌产生的挥发性有机化合物（VOCs）以及细胞壁降解酶等激发子，可以激活马铃薯细胞内的JA和ET信号传导途径。在JA信号途径中，激发子与细胞膜上的受体结合，激活COI1（Coronatine-Insensitive1）蛋白，COI1与JAZ（Jasmonate-ZIM-domain）蛋白结合并使其降解，从而释放出转录因子MYC2，MYC2调控一系列JA响应基因的表达，包括编码防御蛋白和次生代谢产物合成相关基因。在ET信号途径中，乙烯与受体结合，激活下游的信号传导元件，如EIN2（Ethylene-Insensitive2）、EIN3（Ethylene-Insensitive3）等，EIN3进入细胞核后，调控ET响应基因的表达，增强马铃薯的抗病能力。生物防治药剂处理后，马铃薯体内的防御酶活性会发生显著变化。过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）等防御酶是植物防御系统的重要组成部分。枯草芽孢杆菌和贝莱斯芽孢杆菌处理马铃薯后，能够显著提高POD、PPO和PAL的活性。在接种病原菌后，处理组马铃薯叶片和块茎中的POD活性比对照组提高了[X]倍，PPO活性提高了[X]倍，PAL活性提高了[X]倍。POD能够催化过氧化氢参与木质素和植保素的合成，增强细胞壁的结构强度，阻止病原菌的侵入。PPO可以催化酚类物质氧化为醌类物质，醌类物质对病原菌具有毒性，能够抑制病原菌的生长和繁殖。PAL是苯丙烷类代谢途径的关键酶，它催化苯丙氨酸脱氨生成反式肉桂酸，进而合成木质素、植保素等次生代谢产物，增强马铃薯的抗病性。植保素是植物在受到病原菌侵染后产生的一类低分子量抗菌物质。生物防治药剂处理能够诱导马铃薯体内植保素含量的增加。研究发现，哈茨木霉和绿色木霉处理后的马铃薯，在接种疮痂病病原菌后，植保素的含量显著高于对照组。植保素通过抑制病原菌的生长、繁殖和侵染，发挥抗病作用。其作用机制包括破坏病原菌的细胞膜和细胞壁、抑制病原菌的呼吸作用和能量代谢、干扰病原菌的核酸和蛋白质合成等。生物防治药剂还能够调控马铃薯抗病相关基因的表达。通过实时荧光定量PCR技术检测发现，枯草芽孢杆菌和贝莱斯芽孢杆菌处理后，马铃薯体内的抗病相关基因PR1（Pathogenesis-RelatedProtein1）、PR2（Pathogenesis-RelatedProtein2）、PR5（Pathogenesis-RelatedProtein5）等的表达水平显著上调。在处理后的第7天，PR1基因的表达量比对照组提高了[X]倍，PR2基因的表达量提高了[X]倍，PR5基因的表达量提高了[X]倍。这些基因编码的蛋白质在植物的抗病过程中发挥着重要作用，PR1蛋白具有抗菌活性，能够直接抑制病原菌的生长；PR2蛋白是β-1,3-葡聚糖酶，能够降解病原菌细胞壁中的β-1,3-葡聚糖，破坏病原菌的细胞壁结构；PR5蛋白具有类甜蛋白的结构，能够增强植物的抗病性。生物防治药剂通过调控这些抗病相关基因的表达，使马铃薯植株获得对疮痂病病原菌的系统抗性。六、结论与展望6.1研究结论总结本研究对宁夏马铃薯疮痂病进行了系统深入的研究，取得了一系列重要成果。在病原菌分离鉴定方面，通过在宁夏马铃薯主产区的西吉县、原州区、隆德县和海原县等地广泛采集发病马铃薯块茎样本，运用组织分离法在高氏一号培养基上成功分离得到86株疑似病原菌菌株。经形态学鉴定，这些菌株菌落形态多样，呈圆形或不规则形状，表面干燥、粗糙，有褶皱，颜色多为灰白色、浅黄色或浅灰色，孢子丝呈螺旋状、直形或弯