有機土壤微生物群落演替與土傳病害抑制機理的研究

《有機土壤微生物群落演替與土傳病害抑制機理的研究》是依託中國農業大學，由李季擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：有機土壤微生物群落演替與土傳病害抑制機理的研究
• 依託單位：中國農業大學
• 項目負責人：李季
• 項目類別：面上項目

項目摘要

始於2002年的河北曲周實驗站日光溫室定位試驗是國內率先開展的有機蔬菜生產的長期系統的定位研究。結果顯示：長期有機生產體系下植物病害的嚴重度比無公害和常規體系下顯著降低，或與土壤微生物種群的演替相關。為探索土壤微生物群落的演替與土壤抗病性的作用機理，本項目擬採用前沿的宏基因組分析技術(高通量測序、PCR-DGGE)系統地研究定位試驗中有機、無公害和常規土壤中全細菌和關鍵拮抗菌（Pseudomonas 和 Actionbacteria）群落的演替與土傳病原物（細菌青枯菌、黃萎病菌和辣椒疫黴菌）種群動態的相關性。進一步採用控制條件下的microcosm和溫室實驗研究不同比例的有機土壤、有機肥或蚯蚓活動對土壤微生物種群的演替、土傳病原物種群動態及植物病害的影響。上述研究將首次系統地研究有機體系下微生物種群的演替抑制土傳病害的機理，為合理利用土壤微生物抑制土傳病害提供方法指導和理論依據。

結題摘要

本項目基於曲周有機蔬菜長期定位實驗，系統研究了有機種植對土壤微生物、根際微生物結構和功能的影響，分析了有機土壤微生物組對辣椒疫病和番茄青枯病的抑制效果。（1）發現長期有機農業種植提高了土壤質量，改變了土壤微生物種群，富集了寡營養型和難利用碳源降解微生物（Ignavibacteria和Acidobacteria Gp6）菌群，降低了氨氧化細菌和古菌的相對豐度。上述結果表明有機農業影響了土壤中介導碳氮循環的微生物，該部分結果2019年發表於FEMS Microbiology Ecology（Ding et al., 2019）。（2）有機土壤微生物組具有抑制蔬菜土傳病害的能力，其中辣椒疫病的發病率分別較綜合或常規土壤微生物組處理的辣椒低41.3％和34.1％，番茄青枯病的發病率較綜合和常規處理分別低55.0%和60.9%。進一步結合拮抗菌的分離培養、根際微生物組分析和複合型拮抗菌劑回接實驗，發現長期有機土壤微生物組通過強化根際芽孢桿菌的拮抗性抑制上述兩種土傳病害，該部分結果發表在Frontiers in Microbiology（Li et al., 2019）。（3）通過根袋和高通量測序實驗，發現拮抗芽孢桿菌在根系的空間分布特徵；通過健康根際微生物組繼代培養實驗，發現無法通過育種的模式選育健康根際微生物組，該部分結果將進行進一步豐富完善，爭取形成更大的成果。綜上所述，本項目揭示了Bacillus 拮抗性的提高是有機土壤微生物組抑病的關鍵機理，為構建抑病微生物組提供了一定的理論基礎。