連作番茄根際微生物群落結構演替及調控

《連作番茄根際微生物群落結構演替及調控》是沈標為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。

基本介紹

• 中文名：連作番茄根際微生物群落結構演替及調控
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：沈標
• 依託單位：南京農業大學

項目摘要

本項目採用高通量測序技術研究連作土壤中健康和發病番茄植株的根際微生物群落結構特徵,番茄根系分泌物和根組織對土壤微生物的選擇性,闡明生長在不同土壤的番茄根際土壤微生物種群結構差異，以及不同土壤中番茄連作後根際微生物種群是否趨向一致,了解土壤在番茄根際微生物種群形成中的作用。採用SIP-DNA技術研究不同連作年限番茄根際的活躍微生物種群；探索採用來自連作發病土壤中健康番茄植株的根際微生物種群調控連作番茄的根際微生物種群的可能性，以達到控制番茄青枯病的目的；以生長速度和競爭力作為首要條件篩選利用番茄根系分泌物和根組織的微生物菌株，並由此製備微生物有機肥；利用微生物有機肥調控連作番茄根際微生物種群結構，控制青枯病的發病率。研究結果對系統地了解連作障礙發生的微生物機制具有重要的理論意義，對於充分利用土地資源，促進溫室蔬菜的健康發展，提高經濟效益也具有重要的指導意義。

結題摘要

番茄連作過程中，土傳病害如青枯病等逐漸出現並越來越嚴重。但是連作過程中，番茄際微生物種群的變化是逐漸的過程，這種變化是如何發生的還缺乏深刻的認識，能否通過調節根際微生物種群，從而防治番茄青枯病的發生？本項目針對這些問題主要研究了（1）不同地區的土壤中（南京和吉林）番茄連續種植過程中，番茄根際微生物種群的變化規律；（2）番茄根系分泌物和根殘體如何影響土壤微生物種群；（3）健康番茄植株和青枯病發病植株根際微生物種群結構的差異；（4）生防菌和綠色防控化學藥劑聯合調控番茄根際微生物並防治番茄青枯病。研究表明，不論土壤類型如何（南京和吉林），連作過程中細菌種群的演替規律是相似的，而兩種土壤的真菌種群結構在種植一季番茄後就變得非常相似。兩種土壤在番茄連作過程中都在根際富集了Flavobacterium 和Pseudoxanthomonas，Dechloromonas 和 Cellvibrio 以及病原菌Ralstonia solanacearum和Rhizoctonia solani。番茄根系分泌物和根殘體均顯著影響土壤微生物群落，青枯菌的數量在根殘體和根分泌物中的土壤中均顯著增加。番茄根系分泌物還富集了Flavobacterium, Pseudoxanthomonas，Dokdonella和Rhizobium等有益菌。而在加入番茄根殘體的土壤中，一些分解纖維素的微生物以及一些真菌病原菌顯著富集，比如Cellulosimicrobium，Cellvibrio，Chitinophaga，，Fusarium oxysporum和 Rhizoctonia solani。健康番茄和發病番茄根際微生物種群是不同的，青枯菌入侵顯著減低了根際微生物的多樣性，增加了根際酚酸含量，並導致另一種真菌型病原菌Fusarium solani的豐度顯著增加。亞磷酸鉀能顯著抑制青枯菌的生長，誘導拮抗菌——解澱粉芽孢桿菌菌株F8合成拮抗物質，並增加了土壤中一些芽孢桿菌和鏈黴菌的豐度。聯合使用亞磷酸鉀和菌株F8對青枯病的防治效果顯著好於單獨施用菌株F8和亞磷酸鉀的效果。本研究闡明了番茄連作過程中根際微生物種群的演替規律，這對於全面地了解連作障礙發生的微生物機制具有重要的理論意義。