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連作導致病原菌菌絲周圍定殖細菌的抑病功能衰退

       点击数: 次      发布时间:2021-04-12

近日,中国农业科学院植物保护研究所土传病害生物防治课题组与荷兰生态研究所合作在《应用土壤生态学》(Applied Soil Ecology)上发表研究成果。该研究揭示了不同耕作体系与定殖于黄瓜枯萎病菌菌丝上细菌种群构成和功能的关系,发现受黄瓜连作以及病原菌接种影响,定殖在枯萎病菌菌丝周围的细菌种群构成和优势细菌丰度发生明显变化,细菌的抑病功能发生衰退,研究结果为连作条件下黄瓜枯萎病加重成因提供了新的解释,为枯萎病的治理提供了新的思路。

土壤是一個複雜的生態系統。土壤中真菌菌絲與土壤接觸的微小區域是土壤中細菌拮抗真菌的前沿陣地,定殖在菌絲周圍細菌的群落構成和功能隨真菌種屬的變化而有所不同。目前國內外對不同耕作體系下植物病原真菌菌絲周圍定殖細菌的研究非常缺乏。明確黃瓜枯萎病菌菌絲周圍定殖細菌的種群構成和功能與耕作體系之間的關系,對我們從新的角度揭示連作條件下土壤抑病功能衰退機理,挖掘新的生防因子和尋找新的防控策略具有重要的意義。

該研究通過設立人工病圃和溫室盆栽試驗,考察連作和非連作、接種枯萎病菌以及接種枯萎病菌後長期連作對枯萎病菌菌絲周圍定殖細菌的影響。首先采集不同處理黃瓜種植前和不同生育期(出苗後2周和6周)根際土壤,采用菌絲誘集法獲得菌絲上定殖細菌懸浮液,然後采用Illumina測序方法分析不同處理枯萎病菌菌絲周圍定殖細菌的種群多樣性、細菌種群構成、細菌相對豐度變化,發現黃瓜生長時間和連作是影響枯萎病菌菌絲周圍定殖細菌種群構成和豐度變化的主要影響因子,其次是枯萎病菌接種。枯萎病菌對土壤中細菌具有一定的選擇作用,定殖在枯萎病菌菌絲周圍的優勢細菌爲根瘤菌屬和無色杆菌屬,而且枯萎病菌接種導致這兩個優勢細菌種群豐度發生顯著變化,根瘤菌屬細菌種群豐度下降,無色杆菌屬細菌豐度上升。依據這兩個屬細菌豐度的變化,設計兩個細菌組合,並利用可培養細菌測定不同細菌組合的抑病功能,發現根瘤菌屬細菌豐度下降和無色杆菌屬細菌豐度上升導致了細菌對枯萎病的抑制作用下降。研究結果揭示了連作和枯萎病菌的引入是導致土壤中細菌群落抑病功能衰退的重要原因,發現根瘤菌有希望作爲新的生防因子發揮防病作用,爲黃瓜枯萎病的防控提供了新思路。

硕士生孙瑞梁和荆玉玲为论文第一作者。中国农业科学院植物保护研究所郭荣君副研究員为论文的通讯作者。该研究得到了国家留学基金委留学基金、现代农业产业技术体系等项目资助。

相關論文信息:https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2021.103977