[目的]镰刀菌根腐病是世界范围内大豆生产上最具破坏性的土传病害之一,为获得对禾谷镰刀菌Fusarium graminearum具有较好拮抗效果的生防菌株.[方法]从健康大豆根际土壤分离细菌,平板对峙法筛选拮抗菌株,通过形态观察、生理生化特性、胞外酶活性及促生特性对菌株进行鉴定分析,采用盆栽试验进一步测定菌株生防及促生效果.[结果]筛选出的 4 株芽孢杆菌和 1 株假单胞杆菌对F.graminearum的抑菌率均达到 60%以上,对F.oxysporum,F.solani,F.longifundum以及 F.equiseti也均有一定的抑制作用,其发酵液及挥发代谢物均会影响F.graminearum的生长.5 株拮抗菌具有产蛋白酶、纤维素酶以及葡聚糖酶的活性,解磷、解钾、固氮以及产铁载体的能力.综合以上测试结果,菌株 20-8 具有较强的抑菌及大豆促生效果.根据形态特征及 16S rRNA序列分析,将菌株 20-8 鉴定为暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis).该菌株的发酵上清液可以破坏F.graminearum菌丝体结构,无细胞发酵上清液可以显著抑制孢子萌发.室内盆栽防效测定结果表明,20-8 的稀释发酵液对F.graminearum引起大豆根腐病的防效可达 46.08%,并且促进大豆植株生长.[结论]筛选鉴定的暹罗芽孢杆菌 20-8 具有解磷、解钾、固氮以及产铁载体及多种胞外酶功能,其稀释发酵液具有较强的抗真菌活性及大豆促生能力,菌株 20-8 可以用于防治F.graminearum引起的大豆根腐病.

枯萎病严重危害香蕉生产,可致香蕉大幅减产甚至绝收.该病害通过土传、种苗调运等途径进行传播扩散,其病原菌产生的厚垣孢子在土壤中存活的时间长达 30 年,防治非常困难,是政府、学术界和产业界高度关注的对象之一.为了攻克这一难题,国内外科研工作者及相关从业者进行了广泛而深入的研究.本文从香蕉枯萎病的发生与危害、植物根际微生态及其与土传病害的关系、香蕉根际微生态及其在枯萎病防治中的作用和贡献等方面进行综述,并对其研究趋势进行了展望,以期为后续香蕉根际微生态的深入研究、优良生防资源的挖掘与创新利用及香蕉枯萎病的有效防治提供参考.

镰刀菌(Fusarium spp.)和根结线虫(Meloidogyne spp.)都是植物的重要病原物,这两种病原物在寄主植物中存在着非常复杂的互作关系,可导致严重的植物土传病害.为探寻对番茄根结线虫病害具有高效防治作用的优良菌株,本研究以禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)为靶标病菌,采用平板稀释涂布法从多年种植番茄的设施大棚土壤中分离和筛选到一株抑菌效果较好的生防细菌菌株TMQ-KSL-1,根据形态特征、生理生化特性和16S rRNA基因测序对该菌株进行鉴定;测定不同浓度的发酵液及发酵上清液对根结线虫卵孵化率以及根结线虫二龄幼虫死亡率的影响,通过盆栽实验分析其发酵液对根结线虫病害的防治效果.结果表明,菌株TMQ-KSL-1具有较强的杀线虫活性,其发酵液和发酵上清液处理48 h线虫卵孵化抑制率分别为94.76％和90.72％;处理24 h番茄根结线虫二龄幼虫的校正死亡率分别为100％和97.37％;菌株TMQ-KSL-1发酵液100倍稀释液、200倍稀释液对番茄根结线虫病害防治效果分别为59.54％和12.14％,且100倍液处理防效与阿维菌素500倍液处理防效(61.56％)相当;地下鲜重分别提高了 90.95％、19.65％.因此,菌株TMQ-KSL-1具有防控番茄根结线虫病害的能力,具有市场开发应用前景.

根系分泌物作为地下防御物质越来越受到关注.近年来,研究逐渐揭示了植物在病原胁迫下根系分泌物的表达特征及其在植物抗病性中的作用,一些由根分泌物介导的抗性调节机制也已被模拟.鉴于土传病害造成的损失日益增加,了解根系分泌物如何抵抗各种病原菌已成为研究热点.本文全面综述了土壤病原胁迫下根系分泌物介导的植物抗性机制,研究病原胁迫下根系分泌物的表达特征,根系分泌物在植物抗病过程中的作用,以及抗性根介导的分泌物和植物抗性的功能.讨论了当前植物病害条件下根系分泌物对植物抗性的影响,旨在为今后土传病害抗性机制的研究提供思路.

土传病原真菌大丽轮枝菌寄主范围广,引起的黄萎病危害程度重、防控难度大.对病菌重要致病蛋白的挖掘和功能研究有望为病害防治提供新思路.本研究通过前期蛋白质组测序鉴定到一个未知功能结构域 DUF1620 家族蛋白 VDAG_07165 在大丽轮枝菌对马铃薯根部初侵染阶段高表达.缺失VDAG_07165基因导致大丽轮枝菌产孢量、分生孢子萌发率和穿透力均显著降低,对马铃薯植株的致病力显著减弱.由此说明,假定蛋白 VDAG_07165 可在侵染早期通过调控大丽轮枝菌分生孢子的产生、萌发和穿透能力参与该菌对寄主的致病过程.本研究首次探明了 DUF1620 家族蛋白在土传病原真菌大丽轮枝菌分生孢子产生和侵染中的作用,为挖掘未知功能的新基因及其在真菌发育和致病过程中的功能研究提供了借鉴和参考.

[背景]附子白绢病是齐整小核菌(Sclerotium rolfsii)引起的土传病害,给附子生产带来了巨大损失.[目的]明确对齐整小核菌具有较好拮抗作用的菌株CZ1 的分类地位、优化发酵条件及对附子白绢病的防治效果.[方法]采用稀释涂布的方法从叉角厉蝽马氏管内分离细菌,平板对峙法筛选对齐整小核菌有较强拮抗力的菌株,且测定该菌株对其他植物病原真菌的抑制作用;通过形态特征、生理生化特征以及 16S rRNA基因序列等方法明确该菌株的分类地位;以细菌发酵液在波长 600 nm时的OD值为指标,并以单因素试验和正交试验的方法进行培养基组分及发酵条件优化;通过室内盆栽试验明确防治效果.[结果]分离获得 6 株细菌,其中菌株CZ1 对齐整小核菌的平板对峙抑制率最高,菌株CZ1 对烟草疫霉(Phytophthora nicotiana)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)等均有抑制效果.菌株 CZ1 被初步鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis).其最佳培养基配方为:蔗糖15.00 g/L,蛋白胨 25.00 g/L,酵母浸粉 7.50 g/L;最佳培养条件:接种量 2%,装液量 90 mL,转速为 210 r/min,温度 36℃,初始pH 8.0、培养时间 120 h.室内盆栽试验结果表明,菌株CZ1 对附子白绢病的平均防效可以达到 59.26%.[结论]菌株 CZ1 在附子白绢病的防治上具有较好生防潜力.

[背景]草莓连年栽培导致土传病害问题突出,施用熏蒸剂进行土壤消毒因效果显著得以广泛应用.但不同熏蒸剂对土壤病原微生物的影响存在较大差异,同时对非靶标微生物和土壤理化性质也会有不同程度的影响.[目的]明确不同熏蒸剂对草莓连作土壤养分和土壤细菌、真菌群落结构的影响,为合理选择熏蒸剂提供科学依据.[方法]以连作土壤为材料设置 5 个处理:未熏蒸、石灰氮熏蒸、石灰熏蒸、棉隆熏蒸、威百亩熏蒸,测定熏蒸处理后土壤养分含量;采用PacBio测序平台分析土壤微生物多样性的变化.[结果]石灰氮和威百亩处理均增加了碱解氮含量,降低了有机质、有效磷和速效钾含量;棉隆处理土壤中各养分含量均增加;石灰处理除有机质含量增加外,碱解氮、有效磷和速效钾含量均降低;棉隆、石灰和威百亩处理显著降低pH值.5 个处理草莓连作土壤样本中获得了 1 164个细菌OTU和 444个真菌OTU.细菌多样性和丰富度分析发现,4 种熏蒸剂处理均增加了土壤细菌群落的丰富度,石灰氮、石灰和威百亩处理增加了土壤细菌菌落的多样性.4 种熏蒸剂处理真菌菌落的丰富度低于对照;石灰、棉隆处理真菌菌落的多样性高于对照和石灰氮、威百亩处理低于对照,但差异不显著.在物种组成分析中,从门水平看,变形菌门(Proteobacteria)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)为优势细菌门;与对照相比,石灰氮、石灰、棉隆处理变形菌门相对丰度增高,威百亩处理相对丰度降低.4 种处理均降低了芽单胞菌门的相对丰度.其他门类中,4 种处理均增加了浮霉菌门(Planctomycetota)、疣微菌门(Verrucomicrobia)的相对丰度.优势细菌群落分析表明土壤熏蒸减少了芽单胞菌属(Gemmatimonas)、藤黄单胞菌属(Luteimonas)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)等细菌的相对丰度,增加了噬几丁质菌属(Chitinophaga)、苍白杆菌属(Ochrobactrum)的相对丰度.子囊菌门(Ascomycota)为优势真菌,石灰氮、石灰、棉隆、威百亩 4 种处理均增加了子囊菌门的相对丰度.另外还检测到引起草莓根部土传病害的枝孢属(Cladosporium)和镰刀菌属(Fusarium)病菌,熏蒸处理后均降低了枝孢属和镰刀菌属的相对丰度,其中枝孢属在石灰氮、石灰、棉隆、威百亩处理中分别降低了 1.35%、1.11%、0.90%和 1.31%,镰刀菌属分别降低了 0.71%、0.85%、0.19%和 0.65%,但差异不显著.4 种土壤熏蒸剂均增加了有益真菌毛壳菌属(Chaetomium)的相对丰度.[结论]采用熏蒸剂处理连作土壤改变了微生物群落构成,减少或灭杀土壤中的大部分致病菌属,起到有效防治草莓土传病害的作用,但不能灭杀所有病菌,而且对有益菌和土壤理化性质有不同程度的影响,因此处理后补充有益微生物非常关键.根据对病原菌的灭杀效果,石灰氮、威百亩处理的效果优于其他处理,可作为轮换施用的熏蒸剂,本试验条件下,棉隆是一种弱的处理剂.

[背景]针对我国设施栽培西瓜土传病害发生严重、土壤理化性质劣变等问题,探究微生物菌剂对西瓜根际土壤微生物群落调控及土壤营养改良的作用.[目的]研究黑曲霉菌剂不同处理方式对设施栽培西瓜根际细菌多样性、群落结构及土壤理化性质的影响.[方法]通过高通量测序分析黑曲霉菌剂不同处理对西瓜根际土壤细菌多样性和群落结构的影响;采用分析化学方法测定西瓜根际土壤理化性质并解析驱动西瓜根际细菌群落动态变化的主要理化因素.[结果]黑曲霉菌剂(Y)、氨基寡糖素水剂(A)及黑曲霉菌剂与氨基寡糖素水剂配施(YA)处理,细菌 α 多样性指数如Chao1、ACE和Shannon等较对照均有所增加;不同处理西瓜根际优势细菌在门水平包括变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteriota)等,其中 Proteobacteria 相对丰度最高,依次为 A(28.26%)＞Y(26.74%)＞YA(22.61%);黑曲霉菌剂处理西瓜根际土壤芽单胞菌科(Gemmatimonadaceae)和类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)相对丰度较对照明显提高到 4.06%和 2.43%,氨基寡糖素水剂处理中根际土壤假单胞菌属(Pseudomonas)丰度显著提高(P＜0.05),不同处理组微枝形杆菌属(Microvirga)相对丰度较对照均有所提高;黑曲霉菌剂单独或与氨基寡糖素水剂配施处理,西瓜根际土壤全氮、全磷及速效磷含量明显提高;冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明,土壤pH、全氮、速效磷、速效钾与西瓜根际细菌群落结构具有显著相关性(P＜0.05);Spearman 相关性分析表明,根际假单胞菌科相对丰度与土壤全氮、全磷、速效磷、速效钾呈显著或极显著正相关.[结论]黑曲霉菌剂在设施栽培西瓜种植中单独或与氨基寡糖素水剂配施处理,具有提高西瓜根际土壤细菌多样性、增加有益菌群相对丰度、改良土壤理化性质从而提高土壤肥力的作用,该结果为黑曲霉菌剂产品开发及在设施栽培西瓜种植中合理应用提供了科学依据.

微生物多样性是保证土壤多功能性的重要因素,其在分解土壤有机质、促进地球化学循环和植物生长,以及抑制土壤传播病害等方面发挥着至关重要的作用.随着农业生产模式的改变和全球气候的变化,加之工业生产的废水废料不断进入土壤中,导致土壤微生物的多样性明显减少,给生态系统功能带来了严重的不利影响.基于此,文章通过收集整理相关研究成果和文献资料,围绕微生物多样性降低对土壤多功能性的影响进行综述.

从草莓根腐病病株根部成功分离了2株真菌FC2016-3和FC2016-7,经过鉴定确定其为根腐病的病原菌——尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum).解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefacien)CM3对菌株FC2016-3和FC2016-7有明显的抑制作用,也对其他土传病害病原菌有较好的抑制效果.盆栽实验结果显示,菌株CM3对尖孢镰刀菌FC2016-7引起的草莓根腐病的防治效果达到了64.86％,而且还具有促进草莓根部生长的能力.研究表明菌株CM3是一株既能防病也能促生的菌株,适合开发成微生物制剂.