在农业生产上,番茄青枯病的爆发会导致植株大面积萎焉死亡,造成惨重的经济损失。青枯菌具有生理小种复杂、寄主植物种类多、存活和传播能力强等特征,从而导致化学药剂、抗病品种选育、嫁接与轮作等防治措施效果不理想。一般情况下,青枯菌在侵染寄主植物根系前会在根际大量定殖,根际代谢物以及微生物与青枯菌的互作会影响其能否成功在根际定殖,然而对番茄根际代谢物以及微生物抵御青枯菌入侵的作用机制还不明确。本文以番茄根际土壤为研究对象,分析大田条件下健康与发病番茄根际代谢物以及微生物的组成,并探究番茄根际差异代谢物质对青枯菌生长以及发病率的影响,期望为防控番茄青枯病以及绿色生产方面提供可行的理论依据和技术手段。主要研究结果如下:1.通过气相色谱-质谱联用分析发现,番茄根际代谢物主要包含有机酸类、糖类、酯类、醇类、氨基酸和酰胺类等物质。健康番茄根际代谢物的总含量显著高于发病番茄,细分来看,健康番茄根际糖类物质的含量显著高于发病番茄,其醇类、氨基酸和酰胺类物质的含量则明显低于发病番茄。多样性分析表明,健康与发病番茄根际代谢物的组成存在显著性差异。差异分析表明,健康番茄根际积累的代谢物质有果糖、蔗糖、蜜二糖、丙酮醇、肌醇、草氨酸、葡萄糖酸内酯、反油酸、肌醇半乳糖苷、5-氨基戊酸和1,2-环己二酮,发病番茄根际积累的代谢物质有明串珠菌二糖、葡萄糖酸、N,N-二甲基精氨酸、天门冬氨酸、琥珀酸、丙氨酸、柠苹酸、棕榈油酸、2,3-二甲基琥珀酸、琥珀酸半醛、硫辛酸和角鲨烯。2.选择健康番茄根际积累的蔗糖、果糖以及蜜二糖作为碳源进行模拟添加,通过室内培养试验发现,1、10、100mmol·L-1蔗糖、果糖以及蜜二糖分别作为辅助碳源时均不能显著影响青枯菌生长,且10mmol·L-1蔗糖、果糖以及蜜二糖分别作为唯一碳源时均无法供青枯菌正常生长。单独添加10mmol·kg-1蔗糖、果糖以及蜜二糖所培育的土壤微生物均抑制青枯菌生长,且添加10mmol·kg-1这三种物质等浓度混合的溶液使土壤中青枯菌的数量显著降低。盆栽试验结果表明,向番茄根际添加10mmol·kg-1这三种物质等浓度混合的溶液使根部总细菌数量显著增加,并使根部青枯菌数量显著减少,最终使青枯病的发病率降低了22%。3.荧光定量PCR结果表明,健康番茄根际总细菌数量显著高于发病番茄,其根际青枯菌数量则显著低于发病番茄。高通量测序分析表明,健康番茄根际细菌群落的丰富度和多样性显著高于发病番茄,且发病和健康番茄根际细菌群落组成存在显著性差异。与发病番茄根际相比,健康番茄根际的TM7门、变形菌门、β-变形菌纲、伯克氏菌目、根瘤菌目、草酸杆菌科、根瘤菌科、劳尔氏菌属和农杆菌属的相对丰度显著降低,而其拟杆菌门、酸杆菌门、放线菌门、Y-变形菌纲、腐螺旋菌纲、放线菌纲、腐螺旋菌目、鞘脂单胞菌目、放线菌目、噬几丁质杆菌科、叶杆菌科、鞘脂单胞菌科、微球菌科、鞘脂菌属、叶杆菌属和噬几丁质菌属的相对丰度显著增加。健康与发病番茄间存在显著性差异的根际细菌OTU大多属于变形菌门、拟杆菌门以及放线菌门。相关性分析表明青枯菌在根际定殖数量与番茄根际细菌群落组成和多样性显著相关。综上所述,番茄根际代谢物和微生物的组成与番茄的健康状态显著相关,青枯菌在根际定殖数量与根际细菌群落的组成和多样性显著相关。健康番茄根际积累的蔗糖、蜜二糖和果糖不能被青枯菌高效地利用,而其他能高效利用这三种物质的土壤微生物因此大量增殖,从而间接抑制青枯菌的增殖,最终使番茄发病率降低。