辣椒根际菌根辅助放线菌的筛选及其抑病效应

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土传病害严重危害农业健康,其中辣椒疫病在辣椒设施栽培中最为常见且危害最大,在我国多地呈蔓延态势。在针对土传病害的生物防治技术中,丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌的表现较为出色,但由于其长期难以实现规模化生产,如何更好地发挥土著AM真菌的抑病功能成为现实需要。菌根辅助(Mycorrhiza helper,MH)细菌特别是一些放线菌可以促进AM真菌共生结构形成及其生态功能发挥,但在防控土传病害方面的潜力目前尚不清楚。鉴此,本研究以辣椒疫病为研究对象,首先从辣椒根际分离放线菌菌株,然后从中筛选对AM真菌抑病功能具有辅助作用的菌株,再探究这些MH放线菌对土著AM真菌抑病作用的影响及田间应用效果。主要结果如下:(1)从江苏南京市郊某辣椒设施种植基地,采集辣椒疫病地块发病植株与健康植株及健康地块健康植株等3个根际土壤样品,开展放线菌分离和纯化试验,成功获得5株放线菌。经16S r RNA初步鉴定,从疫病地块发病植株根际分离到的是1株假浅灰链霉菌(Streptomyces pseudogriseolus),从健康地块健康植株根际分离到的是1株白浅灰链霉菌(S.albogriseolus)和1株灰橙链霉菌(S.griseoaurantiacus),从疫病地块健康植株根际分离到的是1株三色链霉菌(S.tricolor)和1株唐德链霉菌(S.tendae)。(2)采集易发病土壤,灭菌后接种辣椒疫霉并布置筛选MH放线菌的盆栽试验,结果显示:分离自疫病地块健康植株根际的三色链霉菌和唐德链霉菌可使辣椒根系AM真菌侵染率从26%分别提至36%和40%,疫病病情指数从35%分别降至20%和23%,单株辣椒产量从21g分别提至35g和34g,两者均为MH放线菌。其中,唐德链霉菌在直接促进菌根功能方面具有更强的性能,三色链霉菌则同时是一株可以拮抗辣椒疫霉的生防菌,而从发病植株根际分离到的灰橙链霉菌为生防菌但不属于MH放线菌。(3)采集易发病土壤,在不灭菌和接种辣椒疫霉条件下布置评估MH放线菌接种效应的盆栽试验,结果显示:接种三色链霉菌或唐德链霉菌均可以改变土著AM真菌的群落组成、显著提高其种群丰度和侵染率,显著降低辣椒疫霉数量和辣椒疫病病情指数,进而提高辣椒果实产量。其中,两株放线菌双接种效果最佳,AM真菌种群丰度提高2.5倍,其中近明球囊霉属相对丰度显著下降、类球囊霉属相对丰度显著上升,另侵染率从14%提至40%,病情指数从61%降至20%,单株辣椒产量从65 g提至143 g。(4)选取辣椒疫病频发的地块,布置接种MH放线菌制剂的田间小区试验,结果显示:施用三色链霉菌和唐德链霉菌混合制剂可以大幅增加土壤中放线菌的数量,尽管对土著AM真菌群落组成和多样性的影响并不显著,但显著提高AM真菌种群丰度,使AM真菌侵染率从24%提至43%;同时显著降低辣椒疫霉数量,使疫病病情指数从61%降至25%,最终使果实产量提高40%,对田间防治辣椒疫病具有很大的应用潜力。综上,从辣椒疫病发病地块健康植株根际分离获得的三色链霉菌和唐德链霉菌能够高效调动土著AM真菌对辣椒疫病的防治功能,两株MH放线菌联合应用效果最好。
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