【摘要】：植物土傳病害嚴(yán)重限制了作物生產(chǎn)。盡管植物與病原菌的相互關(guān)系被廣泛研究,但是這一關(guān)系僅占植物和微生物互作關(guān)系的一小部分。自然條件下,植物能夠與高度多樣的土壤微生物相互作用,土壤微生物群落對(duì)植物健康具有重要意義。另一方面,植物將大量光合作用合成的碳以低分子量根系分泌物的形式分泌到根際,根系分泌物在調(diào)控植物與病原菌的相互關(guān)系及土壤微生物的募集中發(fā)揮著重要作用。本文以番茄土傳青枯病(致病菌Ralstonia solanacearum,青枯菌)為病害模型,首先研究了田間初始土壤細(xì)菌群落組成對(duì)番茄植株健康的影響,接著在溫室條件下研究了番茄青枯病與植物生長(zhǎng)對(duì)根際土壤理化性質(zhì)及細(xì)菌群落組成的影響,然后通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)證明了根系分泌物的變化是青枯病改變番茄根際細(xì)菌群落組成重要原因,進(jìn)而利用模擬根系分泌物研究了碳源類別和豐富度對(duì)土壤細(xì)菌群落組成和青枯病害的影響,最后探究了根系分泌物的吸附對(duì)青枯病發(fā)生的影響。本文試圖揭示根際微生物群落在病原菌侵染條件下的功能和演化規(guī)律,并闡明根系分泌物對(duì)土壤微生物群落組成和功能的影響,為通過(guò)影響根系分泌物和調(diào)控土壤微生物群落防控植物土傳病害提供理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:1.采用非破壞性根際土壤連續(xù)取樣方法,在田間(原位異質(zhì)土壤)條件下研究了健康和發(fā)病番茄植株生長(zhǎng)過(guò)程中根際病原菌數(shù)量、細(xì)菌總量和細(xì)菌群落組成的動(dòng)態(tài)變化。結(jié)果表明,番茄的最終健康狀態(tài)(健康或發(fā)病)與其初始土壤細(xì)菌群落組成呈現(xiàn)顯著相關(guān),而與測(cè)得的初始土壤細(xì)菌總量、病原菌總量以及土壤理化性質(zhì)無(wú)顯著相關(guān)性。健康和發(fā)病番茄根際細(xì)菌群落組成在不同生長(zhǎng)時(shí)期均具有顯著差異,但這一差異隨植物生長(zhǎng)逐漸減小。與始終保持健康的番茄植株相關(guān)的初始土壤細(xì)菌OTU大多屬于Proteobacteria和Bacteroidets,但這些OTU的相對(duì)豐度大多隨植物生長(zhǎng)逐漸降低。從健康植株初始土壤中篩選到更多具有青枯菌拮抗能力的芽孢桿菌屬和假單胞菌屬細(xì)菌。2.采用非破壞性根際土壤連續(xù)取樣方法,在溫室盆栽(均質(zhì)土壤)試驗(yàn)體系下研究了番茄植株生長(zhǎng)和病害侵染過(guò)程中根際病原菌數(shù)量、土壤理化特性和細(xì)菌群落組成的變化,并根據(jù)盆栽試驗(yàn)結(jié)束時(shí)番茄植株的萎蔫情況和莖部病原菌檢測(cè)結(jié)果,將番茄分為健康、潛在發(fā)病和發(fā)病3種健康狀態(tài)。不同健康狀態(tài)的植株初始土壤中含有相似的青枯菌數(shù)量,但其最終根際病原菌數(shù)量存在顯著差異。番茄植株的生長(zhǎng)影響了根際土壤理化特性和細(xì)菌群落組成,根際土壤理化特性與細(xì)菌群落組成呈顯著相關(guān)。青枯病侵染顯著影響了根際細(xì)菌群落組成,且不依賴于對(duì)土壤理化特性的改變。青枯病及其與番茄生長(zhǎng)時(shí)期的交互作用顯著影響了根際土中Chloroflexi,Betaproteobacteria,Gammaproteobacteria和Gemmatimonadetes等7個(gè)細(xì)菌分類單元的相對(duì)豐度。Gemmatinonadetes,Fimicutes和Chlamydiae的組成對(duì)番茄青枯病響應(yīng)快速。3.通過(guò)收集無(wú)菌及青枯菌侵染條件下的番茄根系分泌物并外源添加到土壤中,發(fā)現(xiàn)青枯菌侵染能誘導(dǎo)番茄根系分泌物的改變,并且促進(jìn)咖啡酸的分泌。體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)咖啡酸能夠直接抑制青枯菌生長(zhǎng)。青枯菌誘導(dǎo)根系分泌物的變化能顯著改變土壤細(xì)菌群落組成,感染番茄根系分泌的咖啡酸在調(diào)控土壤細(xì)菌群落組成中發(fā)揮重要作用。4.研究了不同類別碳源(糖類、有機(jī)酸、氨基酸和酚酸)和碳源豐富度的模擬根系分泌物連續(xù)外源添加對(duì)土壤細(xì)菌群落組成和青枯病發(fā)病率的影響。結(jié)果表明根系分泌物中的氨基酸類物質(zhì)和有機(jī)酸類物質(zhì)可通過(guò)影響土壤細(xì)菌群落組成間接影響青枯病的發(fā)病率,此外,根系分泌物中氨基酸類物質(zhì)的含量與青枯病發(fā)病率呈顯著正相關(guān)。根系分泌物的碳源豐富度對(duì)青枯病發(fā)病率的直接影響作用不顯著,但可以通過(guò)影響土壤細(xì)菌群落組成間接影響青枯病發(fā)病率。根系分泌物中有機(jī)酸類物質(zhì)比例與土壤細(xì)菌總量和青枯菌總量呈顯著正相關(guān),氨基酸的比例與土壤細(xì)菌總量呈顯著正相關(guān)。5.研究番茄根系分泌物的吸附(以生物炭為吸附劑)對(duì)青枯菌行為和青枯病發(fā)病率的影響,結(jié)果表明番茄根系分泌物的吸附能夠影響青枯菌的增殖,并促進(jìn)了生物炭對(duì)青枯菌的吸附。此外,生物炭能夠抑制青枯菌的泳動(dòng)能力并減少番茄根際定殖的青枯菌數(shù)量從而降低青枯病的發(fā)病率。綜上所述,根際細(xì)菌群落與番茄青枯病之間存在相互作用,根系分泌物是影響土壤細(xì)菌群落組成和青枯病發(fā)病率的重要因子,通過(guò)添加或吸附相應(yīng)根系分泌物組分能夠達(dá)到降低青枯病發(fā)病率的目的。
【圖文】：

蓮部卻檢測(cè)到大量的病原菌（Ｓｗａｎｓｏｎ邋ｅｔ邋ａｌ．，２００５，邋Ｈａｙｗａｒｄ，邋１９９１）？逡逑番前青枯病的致病菌為青枯勞爾氏菌以下稱青枯菌），逡逑該菌在入侵寄主之前可在植物病殘?bào)w和土壤中長(zhǎng)期存活（圖１－１），并隨著雨水或灌溉逡逑水移動(dòng)到植物根部，主要依附于根部根毛區(qū)，通常通過(guò)番茄根部的生物孔口（如次生逡逑根的根管部）或機(jī)械損傷進(jìn)入植物體內(nèi)（王軍，２００５）。而后該菌隨水分傳輸轉(zhuǎn)移，侵逡逑染木質(zhì)部薄壁組織并進(jìn)入導(dǎo)管。青枯菌可在木質(zhì)部導(dǎo)管中大量X椫常靠肆孔櫓義狹靠紗錚保埃傅劍保埃保薔湫緯傻ノ唬ǎ茫錚歟錚睿澹媯錚潁恚椋睿玨澹酰睿椋�，ＣＦＵ），并通过暑^虐餉�、蛋辶x習(xí)酌負(fù)桶舛嗵塹榷拘砸蜃櫻⒕ゲ康脊芩鶘撕妥璋衷聳洌⒆鈧盞賈路閻插義現(xiàn)昕菸退勞觶ǎ剩幔悖錚猓簀澹澹翦澹幔歟�，，２０１２Ｕd澹牽澹睿椋�，邋２０１０Ｕd澹模椋紓錚睿睿澹翦澹澹翦澹幔歟玻埃保玻�。发病謧}(cāng)晁勞齪簀義洗罅殼囁菥誆≈瓴刑逯杏撈逵蚍禱贗寥樂(lè)校⑺孀畔亂患痙訓(xùn)鬧種部夾洛義弦宦智秩荊ㄍ蹙

本文編號(hào)：2656700