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香蕉(Musa spp.)属芭蕉科(Musaceae)、芭蕉属(Musa),是我国华南地区四大佳果之一,也是世界著名的热带、亚热带水果,在我国南方各省均有大面积种植。由尖胞镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysopoyum f.sp.cubence,FOC)引致的香蕉枯萎病是世界范围内香蕉产区的重要病害之一,严重威胁着香蕉产业的发展。目前国内外学者采用化学药剂、抗性育种和分子生物学技术等多种防治方法,虽取得了一定的成果,但在实际应用中却存在一定的局限。因此,寻求有效防控方法已成为香蕉生产的当务之急,而生物防治被认为是一种有应用潜力的方法。 本研究采用PCR-DGGE、BIOLOG、平板计数三种微生物群落结构多样性研究方法,首先对施用微生物发酵液及其他综合防治措施并且已经取得了一定的抗病效果的香蕉园土壤微生物群落结构多样性进行分析,然后对该发酵液进行实验室模拟限制条件研究,以期获得施用微生物发酵液之后有抗病效果的土壤中与患有香蕉枯萎病植株土壤中微生物群落结构之间的差异,从而为培养控制香蕉枯萎病的土壤微生物生态体系提供技术基础和理论依据。其主要研究结果如下: 1、无论是海南林宝镇蕉园试验还是实验室限制条件试验,施加农用发酵液后均能显著降低枯萎病的病情指数。这说明农用微生物发酵液对香蕉枯萎病具有较好的生防作用。 2、对田间和温室试验不同处理的土壤,采用PCR-DGGE方法对土壤细菌种群多样性进行了分析。结果表明: (1)从土壤细菌多样性来看,温室试验中发病初期所采集的三个香蕉品种的植株土样,都是清水对照土样高于接种过FOC4的土样,这与大田中海南林宝镇的健康对照土样高于发病重的土样结论一致;发病后期所采集的两个香蕉品种六个处理的植株土样都是从接种发酵液之后又接种FOC4的土样、清水健康对照土样到只接种FOC4土样呈现逐渐减低的趋势。另外,无论是海南林宝镇蕉园植株发病后施用发酵液及其他综合防治措施的土样,还是温室试验中施用了发酵液之后又接种FOC4的土样,其DGGE图谱上的总条带数目,都较严重患病的土样有了明显的增加,且都出现了明显的优势种群。这也与田间的防治效果一致,即防效好的土样,其DGGE结果显示的微生物多样性也高,施用发酵液之后又接种FOC4的细菌群落结构多样性和物种丰度均高于发病样品。 (2)从DGGE图谱中回收差异条带进行核苷酸序列分析,结果表明:大田试验中植株发病之后又施用发酵液的蕉园(海南林宝和南沙横沥)土样以拟杆菌门、变形菌门、硝化螺旋菌门和绿弯菌门为主要细菌类群;温室香蕉植株接种实验中,在接种发酵液之后再接FOC4的香蕉土样中以放线菌门、酸杆菌门、拟杆菌门和变形菌门为优势菌群;而在接种FOC4的土样中以拟杆菌门为主要类群。对DGGE中的差异条带的序列结果进一步分析,发现根瘤菌目、鞘脂杆菌目和伯克氏菌目可能会在香蕉植株抵御枯萎病的过程中起到重要的作用。 3、采用BIOLOG方法对土壤的微生物功能多样性进行了分析。结果表明,大田试验和温室试验结果基本一致,都是施用发酵液之后再接种FOC4的土壤样品的微生物功能多样性高于发病植株的土壤样品,这与DGGE的细菌群落结构多样性的结果一致。 4、采用平板计数法对土壤可培养微生物数量进行分析。结果表明温室试验中,对于巴西蕉和农科一号而言,可培养的细菌、真菌和放线菌的数量大致趋势均是施用发酵液之后又接种FOC4的土样高于只接种FOC4的土样,这与海南蕉园采样所得出的结论一致。 5、为了进一步研究微生物发酵液对香蕉枯萎病的生防作用,本研究采用平板对峙法从田间和温室采集的27个土样中筛选出1株对香蕉枯萎病菌4号生理小种具有明显拮抗作用的菌株。经分子生物学初步鉴定为枯草芽孢杆菌,具有深入研究的价值。