多样性混合间栽对水稻根际细菌群落结构与功能的影响

为了明确水稻多样性混合间栽对稻瘟病防治及根际细菌群落结构和功能的影响,利用Illumina Hiseq测序技术,对筛选的高防治效果(E=54.48%)组合(汕优63||黄壳糯)和低防治效果(E=14.12%)组合(合系39||黄壳糯)分别在间栽和净栽下进行水稻根际土壤细菌16SrRNA测序分析。结果表明,多样性间栽系统中水稻根际共检测到土壤细菌37门116纲244目384科689属,绿弯菌门(Chloroflexi)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteriota)为主要细菌优势类群,相对丰度均在15%以上。Alpha多样性分析显示,高防效组合在间栽条件下可显著提高水稻根际细菌群落香农指数和Chao1指数(P<0.05),而低防效组合无差异(P>0.05)。ANOSIM及PCoA分析发现,净栽条件下各品种根际细菌群落结构差异显著(r=0.48,P<0.01),间栽后高防效组合和低防效组合根际细菌群落结构无显著差异(P>0.05),即间栽增加了组配品种间细菌群落结构的相似性。细菌优势类群组成结果表明,与净栽相比高防效组合中汕优63根际中酸杆菌门(Acidobacteriota)相对丰度显著降低,放线菌门(Actinobacteriota)和厚壁菌门(Firmicutes)显著上升,黄壳糯各优势菌门无显著差异;低防效组合中合系39根际中Patescilbacteria显著下降,黄壳糯芽单胞菌门(Gemmatimonadota)显著上升。PICRUSt2功能预测表明,间栽系统中主栽品种次生代谢产物的合成相对丰度显著下降,间栽品种转录、辅酶和维生素的代谢相对丰度显著上升。综上,高防效组合通过混合间栽,能改善水稻根际菌群多样性、细菌群落结构及功能,从而有效降低稻瘟病病害发生,为利用改良土壤微生物提高植物抗病性提供应用途径和多样性间栽防治病害理论提供数据支撑。

云南省不同森林土壤中三七促生拮抗细菌的分离筛选

【目的】明确云南省不同森林类型林下土壤是否适宜种植三七,筛选森林土壤中对三七主要病原菌具有拮抗作用的生防细菌资源,为三七林下种植及病害的生物防治提供理论依据。【方法】收集不同森林类型(杂木林、思茅松林、云南松林和桉树林)土壤浸提液,比较过滤液(除去微生物)和未过滤液对三七种子出苗及生长的影响;以连作土为对照,分析添加10%林下土壤对连作土中三七种子萌发和幼苗单株鲜重的影响。利用LB平板分离法分离森林土壤中的可培养细菌,通过对峙培养法筛选对三七病原菌具有拮抗活性的菌株,并选取对三七主要病原菌均具有拮抗活性的菌株进行16S rDNA分类鉴定。【结果】与过滤液相比,云南松林和思茅松林土壤浸提未过滤液可促进三七种子萌发和幼苗生长;杂木林土壤浸提未过滤液可促进三七种子萌发,但对幼苗生长有一定的抑制作用;桉树林土壤浸提未过滤液对三七种子萌发和幼苗生长均具有一定的抑制作用。在连作土中添加10%松林土壤可有效缓解三七连作障碍;添加杂木林和桉树林土壤对三七种子萌发有抑制作用,但可在一定程度上促进三七幼苗生长。从森林土壤中共分离获得465株细菌,其中分离自松林土壤中的14株细菌对供试三七主要病原菌均具有较强的拮抗活性,包括6株芽孢杆菌属、5株链霉菌属、2株假单胞菌属和1株肠杆菌属,抑菌活性在58.02%~98.61%。【结论】松树林尤其是思茅松林土壤中存在大量的有益微生物,且这些有益微生物既能抑制根腐病菌,减轻三七连作障碍,又能促进三七种子萌发和幼苗生长。

大蒜与黄瓜轮作控制黄瓜疫病及其化感作用初探

传统农业种植中常将目标作物与化感作物轮作控制土传病害,但对化感作物控病机制研究较少。本文研究了温室大蒜与黄瓜轮作对黄瓜疫病的控制效果,并进一步研究了大蒜组织挥发物和浸提液对甜瓜疫霉Phytophthora melonis及黄瓜种子萌发的影响,以期为利用大蒜与黄瓜轮作控制黄瓜疫病提供理论指导。结果表明,大蒜与黄瓜轮作可以有效降低黄瓜疫病的发生;大蒜不同组织挥发物和浸提液对P.melonis的各生长阶段都表现出显著的抑菌活性,其中蒜瓣的抑菌活性最强,挥发物(紫皮蒜/白皮蒜)在含量0.5 g/皿时对菌丝生长的抑制率均为100%;蒜瓣浸提液(紫皮蒜/白皮蒜)在浓度1.67 mg/mL时对菌丝生长的抑制率分别为32%和45%;在浓度0.25 mg/mL时对游动孢子萌发的抑制率分别为98%和53%。另外,大蒜挥发物和浸提液在低浓度或含量对黄瓜种子的萌发并无显著抑制效果,但在中高浓度或含量会表现出延缓生长的现象。综上所述,大蒜不同组织产生和释放的化合物对P.melonis具有抑制活性,在生产上可以利用大蒜或大蒜秸秆与黄瓜轮作控制黄瓜疫病的发生。

大蒜黄瓜轮作 控制黄瓜疫病

黄瓜疫病是由甜瓜疫霉引起的黄瓜上的重要病害,病原菌能侵染黄瓜茎、叶片及果实,初期病部缢缩,后期整株枯死。该病菌主要在土壤和受侵染的病残体中存活,且寄主范围广,国内外报道的许多葫芦科瓜果疫病都由该病原菌引起。黄瓜疫病具有潜育期短、雨季蔓延快的特点,因此在防治时应采用栽培防病为主(合理轮作、适时早播),结合选择抗病品种和及时喷药的综合措施。

基于SSR荧光标记的江苏省杂草稻群体遗传多样性分析

杂草稻(Oryza sativa f.spontanea)是栽培稻同属同种的近缘杂草类型,其在演化过程中形成了很多栽培稻(Oryza sativa L.)所不具备的优良性状。江苏省是中国杂草稻危害最严重的省份之一,明确其杂草稻群体的遗传多样性现状,对于推动栽培稻分子辅助育种和品种改良具有重要的意义和价值。本研究以江苏省21个杂草稻群体和6个栽培稻对比品种为研究对象,采用23对简单序列重复序列(SSR)开展遗传多样性评估与群体遗传结构分析。结果表明,江苏省杂草稻群体的遗传多样性比栽培稻的高。23对SSR引物在江苏省杂草稻群体共检测到60个等位基因,平均有效等位基因数、观察杂合度和期望杂合度分别为1.737、0.058和0.344,香农指数0.587。供试材料遗传相似系数变幅在0.334~0.980,平均遗传相似系数为0.690,徐州市辖和徐州睢宁杂草稻之间的遗传相似系数最大(0.980),徐州市辖与常州金坛杂草稻之间的遗传相似系数最小(0.334)。以遗传相似系数0.79为阈值,聚类分析可以将供试材料分为五个大类群,群体遗传结构分析将供试材料划分为2个亚群,分类结果体现大多数供试材料符合不同地理的分划,少数供试材料出现偏差,且江苏省杂草稻遗传背景较为丰富。本研究结果为进一步了解和利用江苏省杂草稻优良种质资源提供理论基础。

三七种子带菌检测及致病菌鉴定研究

【目的】检测三七种子表面和内部寄藏的带菌量和真菌种类,明确三七通过种子携带传播的主要病原菌。【方法】采用PDA平板法对采自三七主产区云南省文山州和红河州的15份种子样品进行种子表面和内部寄藏真菌检测,并通过形态学和分子生物学鉴定以及致病力测定明确三七种子传带的病原菌情况。【结果】15份三七种子样品中,种子表面携带的主要真菌为菌核菌(Sclerotinia sclerotiorum)、镰刀菌属(Fusarium)、灰霉菌属(Botrytis)、拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)真菌;种子内部寄藏的主要真菌为菌核菌、镰刀菌属和拟盘多毛孢属真菌。致病力测定结果表明:三七种子主要携带的致病真菌有镰刀菌属、链格孢属(Alternaria)和丛赤壳属(Bionectria);其中,带菌率最高且致病性最强的是镰刀菌属的滕仓赤霉复合种(Gibberella intermedia)、三线镰刀菌(Fusarium tricinctum)、串珠镰刀菌(Gibberella moniliformis)和木贼镰刀菌(Fusarium equiseti)。【结论】本研究明确了三七种子传带的主要病原菌为镰刀菌和链格孢菌,为三七种子处理提供了理论支撑。

外源草酸对三七皂苷Rg_1自毒效应的缓解作用及机制研究

【目的】明确外源添加草酸缓解皂苷Rg_1对三七根系自毒的缓解效应及作用机理,为缓解三七自毒危害提供依据。【方法】采用外源添加的方式,测定了1.0mg/L皂苷Rg_1溶液单独处理及外源添加质量浓度0.1,1.0,5.0mg/L草酸的混合处理对三七种苗根系萎蔫和鲜质量的影响,同时以体积分数0.1%甲醇为空白对照,分析外源添加草酸对Rg_1引起的三七种苗自毒效应的缓解作用。利用硝基四唑蓝氯化物(NBT)活性氧染色法,比较外源添加草酸后三七根尖活性氧的积累情况,测定抗氧化酶系统中与活性氧清除相关的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性,以及抗坏血酸-谷胱甘肽(ASC-GSH)循环中抗坏血酸过氧化物酶(APX)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)的活性及抗坏血酸(ASC)和脱氢抗坏血酸(DHA)含量,探讨外源添加草酸对Rg_1自毒作用的缓解机制。【结果】1.0mg/L Rg_1单独处理会导致三七植株出现明显萎蔫,萎蔫率达到46.70%,鲜质量减少率达18.10%。外源添加质量浓度为0.1,1.0,5.0mg/L草酸后,三七的萎蔫率显著降低,仅为0～2.50%,鲜质量减少率降低至3.64%～6.17%,明显缓解了由皂苷Rg_1引起的自毒效应。NBT染色结果显示,Rg_1能诱导三七根尖活性氧大量积累,外源添加草酸后根尖积累的活性氧显著减少。酶活性分析表明,Rg_1能降低抗坏血酸-谷胱甘肽(ASC-GSH)循环中的抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和抗坏血酸(ASC)含量,从而降低细胞对氧自由基的清除能力,导致细胞内活性氧的大量积累。外源添加草酸能通过增强过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)的活性及增加抗坏血酸(ASC)的含量来提高根系的抗氧化能力。【结论】外源添加草酸能提高ASC-GSH循环中APX和DHAR的活性及抗氧化剂ASC含量,进而增强三七根系的抗氧化能力,有效缓解皂苷Rg_1对三七生长的自毒活性。

大蒜与烤烟轮作对烟草黑胫病的防治效果及作用机理初探

为探讨大蒜和烤烟轮作对烟草黑胫病的防治效果,本试验研究了大蒜根系分泌物及主要成分对烟草黑胫病菌的影响。结果表明,大蒜根系分泌物能显著抑制游动孢子的游动及休止孢的萌发;大蒜根系分泌物中的苯并噻唑和2种含硫化合物二烯丙基二硫醚、烯丙基甲基二硫醚对烟草黑胫病菌菌丝生长均具有较强的抑菌活性,其抑制活性均随着供试浓度增加而增强。从而证实:大蒜和烤烟轮作可以通过大蒜的根系分泌抑菌物降低烟草黑胫病的发生和危害,实现病害的生态防控。

滇黄精炭疽病菌的初步鉴定及其对3种杀菌剂的敏感性

对2019年采集自云南省3个滇黄精产区的炭疽病菌进行形态学及ITS序列分子鉴定,并采用菌丝生长速率法,测定了40株黄精炭疽病菌对氟啶胺、咪鲜胺和苯醚甲环唑的敏感性。结果表明:从滇黄精炭疽病病叶上分离得到的40株炭疽病菌可能分别属于炭疽菌属中的胶孢炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides、果生炭疽菌C.fructicola、博宁炭疽菌C.boninense和尖孢炭疽菌C.acutatum,其中果生炭疽菌29株,占总分离菌株的72.5%,为优势病原菌。3种杀菌剂对40株供试菌株的菌丝生长有明显的抑制作用,氟啶胺、咪鲜胺和苯醚甲环唑的EC50值分别介于0.028~0.53 mg/L、0.018~2.69 mg/L和0.158~2.57 mg/L之间,即供试菌株对氟啶胺的敏感性高于其对咪鲜胺和苯醚甲环唑的敏感性。目前,3个滇黄精产区的炭疽病菌尚未对氟啶胺、咪鲜胺和苯醚甲环唑产生抗药性。

玉米根系分泌物中关键抑菌物质对大豆疫霉的抑菌活性

间作是控制作物土传病害的有效手段,根系分泌物对病原菌生长的影响是间作具备控病效果的重要原因。本文研究了玉米根系对大豆疫霉游动孢子行为特征的影响,鉴定了玉米根组织中的关键抑菌活性物质,测定其对大豆疫霉菌丝生长和游动孢子行为的影响。结果表明,大豆与玉米间作能够显著降低大豆疫霉根腐病的发生,玉米根系和根系分泌物能够显著减弱根际大豆疫霉游动孢子的游动和根际大豆疫霉休止孢的萌发能力。通过HPLC对玉米根组织进行分析,发现玉米根组织中存在门布和苯并噻唑这两种抑菌物质,两者能显著抑制大豆疫霉游动孢子的游动和其休止孢的萌发能力;在浓度为500μg/mL时,其游动抑制率均达到100%;而萌发抑制率分别为100%和81%。同时,门布和苯并噻唑都能显著抑制大豆疫霉的菌丝生长。在浓度为500μg/mL时,其抑制率分别为100%和62.49%。综上所述,玉米根系组织中产生和分泌的门布和苯并噻唑对大豆疫霉具有抑菌活性,生产上可以利用玉米/大豆间作降低大豆疫病的危害。

臭氧对三七自毒皂苷的降解和根腐病菌的抑制效应研究

【目的】明确臭氧处理连作土壤后对三七出苗和生长的影响,以及对三七自毒皂苷的降解和对根腐病菌的抑制作用。【方法】用不同质量浓度的臭氧水处理三七连作土壤,调查不同处理对三七种子出苗和农艺性状的影响;用高效液相色谱法研究臭氧对自毒皂苷R1、Rg1、Re、Rd和Rg2的降解作用;用平板计数法研究臭氧对主要根腐病菌茄腐镰刀菌(Fusarium solani)和毁灭柱孢菌(Cylindrocarpon destructans)的杀灭作用。【结果】利用0.3～0.6 mg/L臭氧水处理连作土可显著提高三七种子的出苗率和生长势,但不同质量浓度及水量的处理间三七幼苗的株高、整株鲜重和地下部干重等农艺性状指标不存在显著差异。臭氧可以降解三七连作土壤中主要的皂苷类自毒物质,抑制引起三七根腐病的主要病原菌茄腐镰刀菌和毁灭柱孢菌的生长。【结论】臭氧处理可以通过降解自毒皂苷抑制三七主要根腐病菌,从而促进连作土壤中三七的出苗和生长。

云南疣粒野生稻稻瘟病抗性

野生稻(Oryza rufipogo)保存有许多栽培稻(O.sativa)不具备或已经消失的优异基因资源,是扩大栽培稻遗传背景、改良产量与品质、提高抗病虫害及抗逆境能力的重要基因库。疣粒野生稻(O.meyeriana)是中国3种野生稻资源之一,主要分布在云南。为进一步了解其稻瘟病抗性,首先利用来自不同稻作区的稻瘟病菌株,通过注射接种法对疣粒野生稻进行系统的稻瘟病抗性鉴定,发现疣粒野生稻对接种的所有稻瘟病菌株都感病。进一步采用3'/5'RACE方法,从疣粒野生稻中克隆了水稻同源基因Pid2和Pid3,并构建过表达转基因株系对基因功能进行了研究。结果表明,Pid2和Pid3与疣粒野生稻中同源基因间在DNA和氨基酸水平上有较大的序列差异,过表达转基因的日本晴植株对稻瘟病菌的敏感性与对照相似。推测疣粒野生稻在自然接种条件下,表现出的抗稻瘟病表型很可能是其旱生叶片结构特征形成了对稻瘟病菌侵染的天然屏障。对控制疣粒野生稻这一类性状基因资源的挖掘和利用,有利于优良抗性水稻品种的培育。研究结果为疣粒野生稻的研究利用提供了新信息和新思路。

三七根际土壤中皂苷类自毒物质降解拮抗细菌的分离筛选

【目的】筛选出既可降解三七皂苷类自毒物质又能拮抗三七锈腐病菌的细菌菌株,为防治三七病害及克服连作障碍提供生防资源。【方法】利用连续稀释法从健康三七根际土壤中分离可培养细菌,测定细菌菌株在以粗皂苷为唯一碳源培养基上的生长情况,以对峙培养法测定细菌菌株对三七锈腐病菌毁灭柱孢菌(Cylindrocarpon destructans)RS006的拮抗活性;结合16S rDNA测序和形态学特征对活性菌株进行分类鉴定,并通过HPLC测定活性菌株在不同时间内对主要皂苷类自毒物质(R1、Rg1、Re、Rb1和Rd)的降解能力。【结果】从三七根际土壤中分离获得91株细菌分离物,其中17株分离物能在以粗皂苷为唯一碳源的培养基上生长、14株分离物对菌株RS006具有拮抗活性;菌株41既能以三七粗皂为唯一碳源生长,又对菌株RS006具有较强抑制活性。综合菌株41的形态特征和16S rDNA分子鉴定结果,将菌株41鉴定为蒙氏假单胞菌(Pseudomonas monteilii),编号为PM-41。菌株PM-41对三七主要皂苷类自毒物质R1、Rg1、Re、Rb1和Rd均存在较明显的降解效果。【结论】蒙氏假单胞菌PM-41既能拮抗毁灭柱孢菌又能有效降解三七皂苷类自毒物质,具有防治三七锈腐病和缓解三七连作障碍的生防潜力。