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连作导致病原菌菌丝周围定殖细菌的抑病功能衰退

       点击数: 次      发布时间:2021-04-12

近日,威斯尼斯人游戏娱乐中心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。

土壤是一个复杂的生态系统。土壤中真菌菌丝与土壤接触的微小区域是土壤中细菌拮抗真菌的前沿阵地,定殖在菌丝周围细菌的群落构成和功能随真菌种属的变化而有所不同。目前国内外对不同耕作体系下植物病原真菌菌丝周围定殖细菌的研究非常缺乏。明确黄瓜枯萎病菌菌丝周围定殖细菌的种群构成和功能与耕作体系之间的关系,对我们从新的角度揭示连作条件下土壤抑病功能衰退机理,挖掘新的生防因子和寻找新的防控策略具有重要的意义。

该研究通过设立人工病圃和温室盆栽试验,考察连作和非连作、接种枯萎病菌以及接种枯萎病菌后长期连作对枯萎病菌菌丝周围定殖细菌的影响。首先采集不同处理黄瓜种植前和不同生育期(出苗后2周和6周)根际土壤,采用菌丝诱集法获得菌丝上定殖细菌悬浮液,然后采用Illumina测序方法分析不同处理枯萎病菌菌丝周围定殖细菌的种群多样性、细菌种群构成、细菌相对丰度变化,发现黄瓜生长时间和连作是影响枯萎病菌菌丝周围定殖细菌种群构成和丰度变化的主要影响因子,其次是枯萎病菌接种。枯萎病菌对土壤中细菌具有一定的选择作用,定殖在枯萎病菌菌丝周围的优势细菌为根瘤菌属和无色杆菌属,而且枯萎病菌接种导致这两个优势细菌种群丰度发生显著变化,根瘤菌属细菌种群丰度下降,无色杆菌属细菌丰度上升。依据这两个属细菌丰度的变化,设计两个细菌组合,并利用可培养细菌测定不同细菌组合的抑病功能,发现根瘤菌属细菌丰度下降和无色杆菌属细菌丰度上升导致了细菌对枯萎病的抑制作用下降。研究结果揭示了连作和枯萎病菌的引入是导致土壤中细菌群落抑病功能衰退的重要原因,发现根瘤菌有希望作为新的生防因子发挥防病作用,为黄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。威斯尼斯人游戏娱乐中心郭荣君副研究员为论文的通讯作者。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。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2021.103977

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