连作和芽胞杆菌对黄瓜枯萎病菌菌丝际细菌的影响

发布时间：2020-09-28 06:34

　　黄瓜枯萎病是由尖孢镰刀菌黄瓜专化型Fusarium oxysporum f.sp.cucumerinum(Foc)引起的重要土传病害。真菌菌丝际是一个类似根际环境的活跃微区,其中栖居的微生物具有重要的生物学和生态学意义。生存于病原菌菌丝际的细菌可能在病害发生过程中起着重要作用。本研究从微生物生态学角度,研究连作和非连作条件下,黄瓜枯萎病菌—枯萎病菌菌丝际细菌—枯萎病之间的关系,探讨生防芽胞杆菌对菌丝际细菌的影响,为生防芽胞杆菌的应用提供指导。运用Illumina高通量测序方法对连作和病原菌引入条件下Foc菌丝际细菌非培养群落构成分析表明:连作或接种Foc再连作明显影响Foc菌丝际细菌菌群构成,使菌丝际优势细菌Rhizobium sp.、Achromobacter sp.和Stenotrophomonas sp.的丰度发生明显变化。连作土壤中菌丝际可培养细菌的丰度变化与非培养条件下一致,而Foc引入不仅Rhizobium sp.和Stenotrophomonas sp.的丰度发生明显变化,Microbacterium sp.和Pseudoxanthomonas sp.的丰度也发生明显变化;接种Foc后再连作还使Flavobacterium sp.丰度发生变化。对菌丝际细菌单菌株的功能研究表明,25株菌丝际细菌中有12株可抑制Foc菌丝生长,其中优势细菌Rhizobium spp.和Achromobacter spp.的抑制作用较强。温室盆栽条件下,不同菌丝际细菌对病害发生的影响不同。所测试的15株菌丝际细菌中,13株表现出较好的防病作用,其中Rhizobium sp.对中、低致病力枯萎病菌的防效分别可达74%和62.2%;P.putida与中、低致病力Foc混和接种时,对抑制和促进病害的发生。Massilia sp.与中、低致病力Foc混和接种时,病情指数分别增加31.1%和58.3%;Olivibacter sp.与低致病力Foc混和接种时,病情指数增加62.3%。根据高通量测序分析中优势细菌的丰度,设计不同的优势细菌组合,并利用分离到的细菌测定细菌组合的防病功能。结果表明,Rhizobium sp.和Achromobacter sp.组合中两菌株丰度的变化并不明显影响其防病效果;但Rhizobium sp.、Stenotrophomonas sp.和Achromobacter sp.组合中各菌丰度的变化显著影响植株的生长。显微镜观察表明,菌丝际细菌Achromobacter sp.、Stenotrophomonas sp.、Massilia sp.和Olivibacter sp.可在Foc菌丝上定殖并随Foc菌丝的生长而迁移。生防芽胞杆菌B006可抑制有害细菌Olivibacter sp.和Massilia sp.的生长,其菌悬液加入Foc菌丝微生境后,可以减少Massilia sp.和Olivibacter sp.在Foc菌丝上的定殖量。本研究首次对连作和病原菌引入条件下枯萎病菌菌丝际细菌的种群构成和功能进行了研究,发现连作和病原菌的引入明显影响病原菌菌丝际细菌群落构成和功能。菌丝际细菌优势细菌比例的变化明显影响植株生长,某些细菌的存在可促进病害的发生。芽胞杆菌引入可减轻有害细菌在病原菌菌丝上的定殖。上述结果不仅为连作造成土传病害加重的成因提供了新的解释,也为生防芽胞杆菌控制土传病害发生提供了新的线索。上述结果对指导土传真菌病害的防控具有重要的意义。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S436.421.13
【部分图文】：

曲线,样品,曲线,黄瓜

图 1 64 个样品的 rarefaction 曲线Figure 1 Rarefaction analysis of 64 samples分析α-多样性分析结果（图 2、表 4）表明：连作条件下，黄瓜未播种前低；黄瓜播种后2周时Chao1值和Shannon指数升高，而6周时Chao1值近。连作土接种 Foc 后，2 周时 Chao1 值和 Shannon 指数略有降低；6高；玉米土接种 Foc 后，2 周和 6 周时 Chao1 值升高；但 Shannon 指种 Foc 再连作，2 周时 Chao1 值略有下降，Shannon 值略有上升。上不具有显著性差异。

指数分析,样品,指数

图 2 0、2、6 周不同处理样品α-多样性指数分析Figure 2 α-diversity analysis of different samples at week 0, 2 and 6表 4 不同处理样品α-多样性指数统计Table 4 α-diversity analysis of different samples at the 0, 2ndand 6thweekTime Treatment Chao1 Goods coverage Observed species PD whole tree Shannon0 周 LF0 1168.72 258.37 0.97 0.01 817.65 225.15 76.65 17.07 6.38 1.17YC0 965.81 150.26 0.98 0.00 664.86 160.74 64.15 12.14 5.69 0.83LC0 909.16 108.89 0.98 0.00 620.64 110.19 63.67 8.84 4.72 0.752 周 LF2 1124.10 268.21 0.97 0.01 723.48 260.89 74.53 20.61 5.28 0.93YC2 1023.57 96.24 0.97 0.00 627.82 53.26 64.43 5.88 5.06 0.26YCF2 993.64 155.31 0.97 0.00 632.80 72.40 65.31 5.31 5.20 0.45LC2 1080.10 142.24 0.98 0.00 665.18 110.27 68.91 10.22 4.76 0.58LCF2 1023.23 184.20 0.97 0.00 635.66 164.04 67.90 12.81 4.63 0.276 周 LF6 1132.76 101.52 0.97 0.00 729.18 36.11 77.88 1.87 5.03 0.18YC6 1109.11 112.42 0.97 0.00 726.00 86.19 71.99 6.50 5.39 0.70YCF6 1122.97 89.24 0.97 0.00 738.30 34.22 73.02 2.79 5.69 0.17

聚类分析

22图 3 0、2 和 6 周不同处理组的聚类分析Figure 3 PCAanalysis of different treatments at the week 0, 2 and 6Note: a, b, c, was the PCAanalysis result of samples collected at week 0, 2ndand 6th, respectively.

【参考文献】