甘藍黑腐病(black rot)為全球十字花科蔬菜之重要病害，臺灣地區自70年代起推行蔬菜生產專業區，大量集中栽培之後，甘藍黑腐病的發生逐漸加劇，已成為臺灣地區十字花科蔬菜之重要病害；甘藍黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv. campestris)可種子傳播，且從育苗期到成株採收皆可感染為害，因防治困難，常造成嚴重損失，在無藥劑防治狀況下，發病率可高達95.6%以上。目前化學藥劑防治並無法有效控制本病害的發生與蔓延，且甘藍黑腐病菌抗藥性亦已產生，而目前市場上常用的栽培品種抗病能力弱，生物農藥遂為本病害防治的新途徑。本研究室所篩選之枯草桿菌Bacillus subtilis WG6-14及相關菌株已知可抑制多種黃單胞菌(Xanthomonas)屬病原菌，為此本論文擬利用相關菌株及製劑針對甘藍黑腐病進行防治，從種子處理、苗期管理及田間防治施用上進行探討，並分析供試菌株及其代謝產物在防治上所扮演的角色，以建立一套有效的病害防治策略。施用枯草桿菌WG6-14醱酵菌液及功能性營養醱酵菌液(FNF)於彰化縣大村鄉臺中區農業改良場田間栽種的甘藍試區，稀釋100倍施用後WG6-14可在土壤中存活30天，菌量可維持在2×10^7 cfu/g，但葉片上之菌量在施用14天後即降至2×10^6 cfu/ml。施用WG6-14醱酵菌液FNF於田間防治初秋甘藍黑腐病可較對照組降低罹病度40％，處理組甘藍的株高、葉片數、葉長、葉寬、單球重量及總重皆優於對照組。在不同甘藍品種上施用枯草桿菌WG6-14一次及FNF醱酵菌液防治黑腐病，與化學藥劑防治組比較，可降低甘藍罹病度27~35%，並有促進生長之效果。進而施用於埔里田間甘藍上評估對黑腐病的防治效果，從田間種植起每隔7天澆灌WG6-14功能性營養配方（FNF）100倍一次，能降低甘藍黑腐病發病率在40%以下，相較於對照組100%的發病率除有明顯的防治效果外，並能提高收獲甘藍單球重量1公斤及提早採收天數10天。而在甘藍種子及種苗管理上，為減少幼苗黑腐病之發生，將所搜集的枯草桿菌菌株與黑腐病菌進行對峙培養，結果以WG6-14、TKS1-1與SP4-17三菌株拮抗能力最強，其次為TCB9407與TCB102-B7。先行以WG6-14、TKS1-1、SP4-17三菌株處理芥藍種子，建立種子拌種技術。結果發現噴霧、浸種與混拌方式拌種處理皆可抑制種子上之黑腐病菌；50℃熱風乾燥處理對種子發芽沒有影響，其每粒種子上之含菌量在3×10^6cfu/seed以上，菌株耐熱性在50℃熱風乾燥處理90分鐘後種子上的菌量以WG6-14、TKS1-1二者高於SP4-17。將液化澱粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens) TCB102-B7、TCB9407與WG6-14及枯草桿菌(B. subtilis )TKS1-1等菌株進行量產醱酵，製備完成後取樣分析菌量與醱酵菌液養份成份，並與黑腐病菌進行對峙培養，抑制圈半徑在1cm以上。將各菌株之醱酵菌液與甘藍台中一號種子進行拌種試驗，初步檢測種子上各液化澱粉芽孢桿菌與枯草桿菌菌株帶菌率100%，種子帶菌量則以TCB 102-B7最高，每克種子上可達4×10^5cfu/seed以上，各菌株並有抑制種子黑腐病菌發生及提昇幼苗發芽率效果。甘藍苗期黑腐病防治試驗於溫室育苗場施用各菌株醱酵菌液，以葉噴與澆灌方式施用後調查對初秋甘藍黑腐病防治效果及對幼苗園藝性狀之影響，試驗結果黑腐病防治率以TKS1-1菌株防治效果最佳，處理組發病率在0~6%，對照組則高達50%，罹病度處理組在5~13.5%，對照組則在45%。於蔬菜育苗場施用TCB102-B7、TCB9407、WG6-14與TKS1-1等菌株於甘藍夏峰及228幼苗上，調查園藝性狀結果發現各菌株處理對根鮮重、株高、葉長及葉寬皆比對照組高，有促進幼苗發育的效果。
由上述結果顯示枯草桿菌WG6-14醱酵菌液結合功能性營養配方於甘藍栽培上施用，除可作為病害防治製劑外並兼具有促進生長之效果，此於病蟲害綜合管理上之應用性值得推薦；而拮抗性枯草桿菌生物製劑WG6-14、TKS1-1、 TCB102-B7、TCB9407等在甘藍種子與苗期黑腐病防治上極具應用性。相關製劑與其防治成效有關的作用機制除菌體殘存量高低以外，其醱酵過程中的代謝產物扮演極重要角色。Black rot of crucifers caused by Xanthomonas campestris pv. campestris is one of the most important vegetable disease in the world. Our laboratory developed mass production of Bacillus subtilis WG6-14 preparation and application of technology. Use a 750-liter fermentor for production WG6-14 fermentation broth（10^10cfu/ml） with a functional nutritive formula. The agents can antagonistic variety of pathogenic microorganisms and promoting plant growth. In our research, control of cabbage black rot disease by B. subtilis WG6-14 in field test had significant effect. Combined inoculation of B. subtilis WG6-14 and functional nutritive formulation (FNF) solution showed increased growth rate, nutrient uptake, plant height, number of leaves, yield, and total biomass of cabbage then control treatment. Use B. subtilis WG6-14 fermentation broth (BS1) and functional nutrition fermentation broth (FNF) in Changhua County, TDARES`s cabbage field. B. subtilis WG6-14 can survive in the soil over 30 days, the amount of bacteria can be maintained at 2×10^7 cfu/g, but the amount of bacteria on the leaf can not be measured after 14 days. Use WG6-14 fermentation broth in the K-Y cross cabbage field can reduce black rot disease severity 40% than control. Applied B.subtilis WG6-14 fermentation broth (BS1) and functional nutrition fermentation broth (FNF) on different varieties of cabbage can reduce black rot disease severity 27 to 35% compared with chemical bactericide and has the effect of promoting growth. Further evaluation black rot control effect of the application of WG 6-14 on Puli cabbage field. From starting field planting drench WG6-14 functional nutrition formula (FNF) solution 100X weekly. Compared to the control can reduce the incidence of black rot of cabbage in 60% and increase the single ball weight of cabbage from 0.4 to 1 kg and cut down harvest time 10 to 20 days. The above results show that B. subtilis WG6-14 fermentation broth combined with functional nutrition formula solution applied on cabbage cultivation, except as foreign agents and disease control and has the effect of promoting the growth of this on the application of integrated pest management on the recommendation.目次
(一) 摘要（中文）……………………………………………………………i
(二) 摘要（英文）……………………………………………………………ii
(三) 目次………………………………………………………………………iii
(四) 圖表目次
圖表處理………………………………………………………………………41
第三章表
表一、枯草桿菌WG6-14醱酵菌液及功能性營養液成份分析。………………42
表二、醱酵菌液及功能性營養液在初秋甘藍葉部噴灑處理對產量及品質之影響。…………43
表三、以醱酵菌液與功能性營養液噴灑處理對不同品種甘藍產量、品質及黑腐病防治效果之影響。……44
表四、枯草桿菌WG6-14功能性營養液(FNF)葉噴澆灌不同施用法對有機甘藍產期、產量及病害防治效果之探討。………………………………………45
第四章表
表一、本研究使用之枯草桿菌菌株。……………………………………………46
表二、枯草桿菌與芥藍種子不同拌種方式對其種子萌芽及帶菌率之影響。…47
表三、不同乾燥時間對芥藍種子拌種枯草桿菌之影響。……………………48
表四、枯草桿菌菌株對甘藍種子萌芽、幼苗植株生長上的促進功效評估。……49
表五、不同品種甘藍施用醱酵菌液對幼苗園藝性狀之影響。………………50
第三章圖
圖一、醱酵菌液與功能性營養液(FNF)對甘藍黑腐病菌抑制效果。…………51
圖二、B.subtilis WG 6-14醱酵菌液與功能性營養液(FNF)施用後於田間之殘存菌量。…………52
圖三、B.subtilis WG 6-14醱酵菌液與功能性營養液(FNF)葉部噴灑處理對黑腐病發病率及罹病度之效應。…53
圖四、醱酵菌液與功能性營養液(FNF)葉部噴灑處理對黑腐病病徵表現之影響。…………54
圖五、以功能性營養液行噴灑處理對照慣行推薦藥劑嘉賜銅處理對甘藍黑腐罹病度影響之比較。……55
圖六、功能性營養液(FNF)以葉噴澆灌不同施用法對甘藍黑腐病發病度及罹病度之影響。……………56
圖七、施用枯草桿菌WG6-14FNF對有機農場甘藍黑腐病防治及生長促進效果之探討。……………57
圖八、枯草桿菌WG6-14功能性營養液(FNF) 田間施用後在根系及土壤殘存菌量分析。……………58
第四章圖
圖一、不同枯草桿菌菌株對甘藍黑腐病菌之抑制效果。………………………59
圖二、不同拌種方式對芥藍種子上枯草桿菌之影響。…………………………60
圖三、50℃下不同處理時間對芥藍種子帶菌率之影響。………………………61
圖四、50℃下不同處理時間醱酵菌液施用於甘藍(台中一號)種子後供試菌WG 6-14,TKS 1-1,TCB 9407與TCB 102-B7殘存檢測。…………………62
圖五、醱酵菌液施用於拌藥甘藍(初秋,得恩地)種子後供試菌WG 6-14,TKS 1-1,TCB 9407與TCB 102-B7殘存檢測。…………………………63
圖六、甘藍種子拌種黑腐病菌後處理枯草桿菌對其之抑制效果。……………64
圖七、甘藍'台中一號'種子拌種枯草桿菌後之帶菌量。……………………….65
圖八、醱酵菌液施用後供試菌WG 6-14,TKS1-1,TCB9407 與TCB102-B7於甘藍穴盤苗根系之殘存檢測。……66
圖九、枯草桿菌對甘藍育苗期澆灌水中之黑腐病菌之抑制情形。……………67
圖十、枯草桿菌WG6-14、TCB9407、TCB102-B7及TKS1-1葉噴澆灌不同施用法對甘藍幼苗黑腐病之防治效果。………………………………………68
圖十一、枯草桿菌WG6-14、TCB9407、TCB102-B7及TKS1-1葉噴與澆灌施用後對甘藍幼苗黑腐病之防治效果。………………………………………69
圖十二、醱酵菌液施用後供試菌TKS 1-1,WG 6-14,TCB 9407與TCB 102-B7於田間甘藍幼苗之殘存檢測。……70
圖十三、不同品種甘藍施用醱酵菌液對幼苗園藝性狀之影響。………………71
(五) 正文………………………………………………………………………1
第一章 前言…………………………………………………………………………2
第二章 前人研究……………………………………………………………………4
枯草桿菌於植物病害防治應用…………………………………………………4
桿菌屬細菌枯草桿菌防治病害的機制………………………………………4
抗生物質…………………………………………………………………………4
誘導抗病反應……………………………………………………………………6
Bacillus spp.對植株生長與活力促進上的功效…………………………………6
複合性揮發性物質 (volatile organic compounds，VOC)……………………7
枯草桿菌WG6-14之特性及應用情形……………………………………………7
應用枯草桿菌WG6-14防治細菌性病害有效之機制…………………………7
甘藍黑腐病之危害 …………………………………………………………8
甘藍黑腐病病徵及傳染途徑……………………………………………………9
甘藍黑腐病菌之分類地位………………………………………………………9
甘藍黑腐病致病因子及過程……………………………………………………10
甘藍黑腐病之防治方法………………………………………………………10
第三章 枯草桿菌Bacillus subtilis WG6-14 對甘藍之生長促進及對Xanthomonas campestris pv. campestris所造成甘藍黑腐病之防治效果………………………12
摘要……………………………………………………………………………12
緒言……………………………………………………………………………13
材料與方法………………………………………………………………………14
供試藥品試劑來源及培養基種類………………………………………………14
供試拮抗性枯草桿菌WG6-14菌株之來源與一次醱酵菌液製作……………15
功能性營養液(functional nutritive formulation, FNF)之製作………………15
醱酵菌液與功能性營養液成份分析…………………………………………15
醱酵菌液與功能性營養液(FNF)對甘藍黑腐病菌拮抗性測試………………15
醱酵菌液與功能性營養液(FNF)施用後供試菌WG 6-14於田間之殘存檢測………………16
醱酵菌液與功能性營養液(FNF)葉部噴灑處理對黑腐病防治效果…………16
以醱酵菌液與功能性營養液噴灑處理對不同品種甘藍黑腐病防治效果……17
以功能性營養液行噴灑處理對照慣行推薦藥劑處理對甘藍黑腐病防治效果比較…………17
枯草桿菌WG6-14功能性營養液(FNF)葉噴澆灌不同施用法對有機甘藍黑腐病防治、產期及產量改善之效益…17
結果………………………………………………………………………………19
醱酵菌液與功能性營養液成份分析……………………………………………19
醱酵菌液與功能性營養液(FNF)對甘藍黑腐病菌拮抗性測試………………19
醱酵菌液與功能性營養液(FNF)施用後供試菌WG 6-14於田間之殘存檢測………19
醱酵菌液與功能性營養液(FNF)葉部噴灑處理對黑腐病防治效果…………20
以醱酵菌液與功能性營養液噴灑處理對不同品種甘藍黑腐病防治效果……20
以功能性營養液行噴灑處理對照慣行推薦藥劑處理對甘藍黑腐病防治效果比較……20
以功能性營養液(FNF)葉噴澆灌不同施用法對有機甘藍產期及產量改善之效益………21
討論……………………………………………………………………………….22
第四章 枯草桿菌對甘藍種子幼苗黑腐病之防治效果及生長促進效益之探討…25
摘要………………………………………………………………………………25
緒言………………………………………………………………………………26
材料與方法………………………………………………………………………27
枯草桿菌菌株來源與製備方法…………………………………………………27
枯草桿菌菌株來源
供試作物品種及來源
不同枯草桿菌菌株與甘藍黑腐病菌之對峙培養測試…………………………28
枯草桿菌與芥藍種子不同拌種方式對其種子萌芽及帶菌率之影響…………28
50℃下不同處理時間對芥藍種子帶菌率之影響………………………………29
枯草桿菌醱酵製劑與甘藍種子不同拌種方式及50℃下處理時間對帶菌率之影響………29
種子拌藥對甘藍種子上枯草桿菌醱酵製劑之影響……………………………30
甘藍種子混拌黑腐病菌對枯草桿菌醱酵製劑之影響…………………………30
枯草桿菌醱酵製劑對甘藍種子萌芽、幼苗植株生長上的促進功效評估……30
枯草桿菌醱酵製劑拌種後在甘藍育苗期植株根系上之族群變化……………30
枯草桿菌醱酵製劑澆灌與葉噴方式對甘藍苗期黑腐病防治效果之探討……31
醱酵製劑施用後供試菌於田間甘藍幼苗之殘存檢測…………………………31
不同品種甘藍施用醱酵菌液對幼苗園藝性狀之影響…………………………32
結果………………………………………………………………………………33
不同枯草桿菌菌株與甘藍黑腐病菌之對峙培養測試…………………………33
枯草桿菌與芥藍種子不同拌種方式對其種子萌芽及帶菌率之影響…………33
50℃下不同處理時間對芥藍種子帶菌率之影響………………………………33
不同乾燥處理時間對芥藍種子帶菌率之影響…………………………………33
醱酵菌液施用於甘藍(台中一號)種子於50℃下不同處理時間供試菌殘存檢測
醱酵菌液施用於拌藥甘藍(初秋)種子後供試菌殘存檢測……………………34
甘藍種子混拌黑腐病菌對枯草桿菌醱酵製劑菌量之影響……………………34
枯草桿菌菌株對甘藍種子萌芽、幼苗植株生長上的促進功效評估…………34
枯草桿菌拌種甘藍台中一號種子後在育苗期甘藍植株根系上之族群變化…35
枯草桿菌醱酵菌液製劑澆灌及葉噴方式對甘藍苗期黑腐病防治效果之探討……35
枯草桿菌醱酵菌液製劑葉噴澆灌不同施用法對甘藍幼苗黑腐病之防治效果
醱酵菌液施用後供試菌於田間幼苗之殘存檢測……………………………35
不同品種甘藍施用醱酵菌液對幼苗園藝性狀之影響…………………………36
討論………………………………………………………………………………37
參考書目…………………………………………………………………………72
附錄……………………………………………………………………………9
