土壤微生物多样性研究方法及其在土传病害防治中的应用展望

土壤质量是影响植物生长的关键因子,土壤微生物是评价土壤质量的重要指标,土壤微生物种群多样性及优势菌属的变化,可以在一定程度上反映出土壤质量随环境的变化过程。因此,系统研究土壤微生物的多样性,不仅是防控植物土传病害的关键环节,还是改良土壤质量的重要内容。本文综述了土壤微生物多样性的主要研究方法,包括传统生物化学、现代分子生物学技术以及高通量测序方法等,阐述了各种方法的应用原理、优缺点。从土壤微生态平衡的角度,对土壤微生物多样性研究在土传病害防控中的应用进行展望,提出新的研究内容与思路,以便更好地应用于土传病害微生态调控。     

根际微生态防治作物土传真菌病害的机制研究进展

土传真菌病害分布范围广、传播速度快且危害性大,已成为世界性难题。化学杀菌剂一直被认为是防治土传真菌病害的重要手段,但是长期大量使用化学杀菌剂不仅会造成农药残留、病原菌的抗药性增加,而且还会造成食品安全、粮食安全及土壤、环境污染等问题,严重制约农业健康可持续发展。根际微生态是与植物根系发生紧密联系和相互作用的土壤微域,是植物自己营造的有利于植物健康和生长的生态系统。深入探究根际微生态防治作物土传真菌病害的机制,有利于从根际微生物、环境因子、抑病物质等方面挖掘防治土传真菌病害安全高效的方法。本研究着重从土传真菌病害的危害、土传真菌病害发生的根际微生态机制及土传真菌病害生物防治研究进展等方面进行探讨,以期为防治土传真菌病害的研究及生物防治提供参考。     

3种菌剂及其组合对连作土壤状态和番茄生长的影响

为了更好地利用微生物菌剂来缓解番茄连作土传病害,以番茄品种海晨7080为试材,应用亲土1号菌剂、地衣芽孢杆菌、荧光假单胞菌以及它们的两两组合分别处理连作土壤,探讨其对连作番茄土壤中的酶活性、微生物数量以及番茄生长的影响。结果表明,亲土1号菌剂+地衣芽孢杆菌处理的番茄植株生长状况最好,果实产量最高,土传病害发病率也较低,其土壤磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性均为最高,土壤真菌数量较低,且土壤细菌数量最高,土壤细菌/真菌比值最大,对连作番茄生长的促进作用和土壤环境的改善效果最佳,适宜用于缓解番茄连作土传病害。     

熏蒸剂对土传病害防治的研究进展

[目的]为了解如何利用土壤熏蒸剂熏蒸土壤来防治土传病害。[方法]采用文献综述法,重点从熏蒸剂对土传病害的防治效果,对作物生长、产量的影响,对土壤中微生物数量的影响这几方面进行了阐述,并对当前研究中存在的问题和未来研究重点做出了探讨。[结果]文献综述结果表明,用熏蒸剂处理土壤能不同程度地防治作物土传病害的发生,有利于作物的生长,提高作物的产量,并且影响土壤中微生物数量的变化(在整个处理期内,细菌和放线菌的数量大多呈先抑制后激活状态,而真菌大多表现为长期抑制状态)。[结论]熏蒸剂熏蒸土壤能有效防治土传病害,为今后防治土传病害的发生提供理论依据。     

植物土传病害的生物防治

危害植物的侵染性病害有3万多种,其中相当多的真菌和细菌病害,以及几乎所有的线虫病害是土传病害。据估计,全世界每年因植物土传病害造成的损失超过500亿美元。用化学药剂防治土传病害不仅难度大、费用高,且有污染水源和破坏土壤微生物区系之弊。近年来,国内外对植物土传病害的生物防治进行了广泛研究,并取得了很大进展。     

氰胺类肥料对连作土壤微生物种群结构的影响

采集连续种植茄子4年以上的连作土壤进行室内培养,将传统的人工培养法和现代分子技术PCR-DGGE法相结合,旨在探明长期连作蔬菜土壤施用石灰氮和双氰胺(dicyandiamide,DCD)以及配施稻草后的微生物种群结构变化。结果表明:石灰氮处理能有效提高连作土壤中细菌和放线菌的数量,减少真菌的数量,提高细菌/真菌比值(B/F)和放线菌/真菌比值(A/F),改变土壤微生物的种群结构,促使连作土壤从真菌主导型向细菌主导型转化,将失衡的微生物区系恢复到健康状态,从而起到防治土传病害的作用;双氰胺的处理效果不如石灰氮处理。PCR-DGGE的研究结果也表明,氰胺类肥料改变了连作土壤细菌和真菌的种群结构,产生了一些新的种属和优势种群,也对一些种群有抑制作用;氰胺类肥料均提高了土壤细菌和真菌的多样性指数和丰富度。石灰氮对连作土壤微生物种群结构的改变大于双氰胺,配施稻草明显有利于氰胺类肥料对连作土壤微生物种群结构的改善。土壤微生物区系结构的改变可能是氰胺类肥料防治土传真菌病害的主要机制之一。     

枯草芽孢杆菌生防菌株SEM-9根际定植及对根际土壤微生物多样性的影响

【目的】研究枯草芽孢杆菌生防菌株SEM-9在作物根际的定植规律及对根际土壤微生物多样性的影响。【方法】通过自然转化法对SEM-9菌株进行绿色荧光蛋白标记，利用倒置荧光显微镜观察该菌株在作物根际土壤、根表面及根系内组织的定植情况；并以土传病害土壤为试验对象，通过高通量测序初步分析SEM-9菌株处理后根际土壤中微生物多样性的变化。【结果】构建了稳定表达绿色荧光蛋白的重组菌株SEM-9-pGFP₂₂。荧光显微镜观察结果表明，SEM-9-pGFP₂₂重组菌株可以在根际土壤和根表面定植，但是无法在根内组织或细胞内定植。SEM-9菌液处理显著降低了黄瓜土传病害的发病率，提高了根际土壤真菌微生物的多样性。【结论】成功建立了SEM-9菌株的GFP标记方法，明确了该菌株的根际定植规律及对黄瓜土传病害的防治效果，为后期开发替代型微生物肥料奠定了基础。     

烟草主要土传病害拮抗微生物菌株的筛选

为筛选有效土传病害拮抗微生物,采用平板对峙法,对特定土壤样品中烟草主要土传病害拮抗微生物菌株进行了筛选.结果表明:分离出微生物菌株共513株,其中,细菌121株、放线菌292株和真菌100株;筛选出具有拮抗效果的微生物菌株共135株,其中,放线菌107株、细菌26株和真菌2株.可为贵州省烟草生产上利用生物农药防治病害及进一步研发适用的生物制剂类产品提供了科学依据和奠定资源基础.     

土壤酸化:蔬菜土传病害的根源

<正>土壤酸化是导致土传病害严重发生的重要原因之一,土传病害严重致使农药的使用量加大,最终导致农产品质量下降。据有关部门统计,全国主要蔬菜年种植面积3亿亩,其中土传病害发生面积3.5亿亩次左右,各大城市的菜区尤为严重。土传病害是指病原体如真菌、细菌、线虫和病毒随残体、病残体生活在土壤中,条件适宜时从作物根部或茎部侵害而引起的病害。病原体喜欢在酸性土壤生长繁殖,以pH5.0-6.5的土壤最适宜。蔬菜土传病害主要种类包括:蔬     

温室蔬菜轮作倒茬

蔬菜生产中的一类重要病害就是土传病害,而土传病害发生其中的一个重要原因是温室大棚蔬菜种植的连作。温室大棚的生产中,土地与外界的相对隔绝以及土地生产周期长等引发的"连作障碍"现象是最为突出的。土壤中有害物质的增加、土壤中有害微生物的增加及土传病害急剧增长致使植株不能正常生长发育,造成蔬菜减产甚至绝收。轮作倒茬是解决土传病害的主要措施。     

间作防控作物土传病害的机理研究进展

在对国内外不同作物间作防控土传病害的主要成果进行系统性总结归纳的基础上,深入阐述并分析根系分泌物的抑菌作用、根系分泌物介导的土壤微生物多样性及诱导作物抗性等对土传病害的防控作用,提出未来需要进一步深入研究的问题。     

浅析土传病害的主要危害及致病原因

正从保护地栽培生产中总结土传病害的发生规律、病害种类、危害程度及致病原因,其结果严重影响了蔬菜的生长,造成产量及品质下降。1土传病害的概念土传病害是指病原体(如真菌、细菌、线虫和病毒)随病残体生活在土壤中,条件适宜时从作物根部或茎部侵害作物而引起的病害。侵染病原包括真菌、细菌、放线菌、线虫等。其中以真菌为主,真菌还分为非专性寄生与专性寄生两类。2设施农业土传病害的种类设施农业土传病害主要有茄子猝倒病、立枯病、疫病、枯     

吴凤芝教授主持的国家自然基金项目通过验收

<正>吴凤芝教授主持完成的国家自然基金项目《轮作方式对黄瓜土传病害及土壤微生物多样性的影响》通过验收。本项目以黄瓜为试材,以黄瓜枯萎病这一典型的土传病害为代表,在已有研究的基础上,运用BIOLOG微平板     

基于高通量测序的有机种植蔬菜地土壤微生物多样性分析

【目的】从微生物角度探究有机种植方式的优越性,揭示影响微生物群落多样性的环境因子,为建立合理的种植制度提供理论依据。【方法】以有机种植与常规种植方式的0~15和15~30 cm土壤为研究对象,采用高通量测序技术分析土壤微生物群落结构的差异,基于db RDA分析明确影响微生物群落结构的关键土壤环境因子。【结果】2种种植方式下土壤微生物的丰富度指数和多样性指数均以细菌高于真菌。有机种植表层0~15 cm土壤细菌和真菌群落的多样性、丰富度和物种的均匀度均较高,且与其他土层有显著差异(P<0.05,下同)。2种种植方式均表现为细菌以变形菌门、真菌以子囊菌门为优势菌门。有机种植方式显著提高细菌群落中放线菌门和绿弯菌门、真菌群落中担子菌门和球囊菌门的相对丰度,其中15~30 cm土层中放线菌门的相对丰度显著高于0~15 cm,而真菌2个菌门的相对丰度在不同土层间未表现出明显差别;常规种植则明显增加细菌中变形菌门和酸杆菌门及真菌中被胞菌门、壶菌门和捕虫霉门的相对丰度。有机种植能增加土壤中Haliangium和Mortierella等有益微生物类群的数量,常规种植则显著提升土传病害致病菌Ralstonia及植物病原菌Fusarium、Colletotrichum的数量和丰度。dbRDA分析表明,土壤环境因子对细菌群落的影响依次为全氮>全磷>有机质>pH>全钾,土壤环境因子对真菌群落的影响依次为全氮>全磷>pH>有机质>全钾。pH、有机质、全氮和全磷是显著影响土壤微生物群落结构的关键因子。【结论】不同土层起核心作用的微生物群落存在明显差异;有机种植能增加土壤中有益微生物菌群的丰度,降低土传病害及致病微生物的丰度。土壤全氮、全磷、有机质和p H是影响微生物群落结构的主要驱动因子。     

杀菌剂和肥料对连作草莓根际土壤微生物多样性的影响

以草莓连作土壤为材料,探讨杀菌剂敌磺钠以及有机肥和微生物菌肥对草莓连作土壤微生物多样性的影响,以期为草莓连作障碍治理提供理论依据。分别采集敌磺钠处理前(A)、敌磺钠处理后(B)、处理后添加化肥(CK)、处理后添加有机肥(OF)、处理后添加微生物菌肥和有机肥(MF)的草莓土壤以及根际土壤样本,利用MiSeq高通量测序平台,根据测序技术及生物信息学,分析土壤微生物多样性在不同处理后的变化。结果表明,草莓连作土壤经过敌磺钠处理后,细菌以及真菌的多样性都有所降低,细菌的Shannon指数从8.93降到7.77,而真菌的Shannon指数从4.52降为0.46;细菌的Methylocaldum属和Phormidium属,真菌中的Zygomycota门、Rozellomycota门和Chytridiomycot门以及Podospora属在敌磺钠处理后,丰度值均为0;与对照比较,在处理后的土壤中添加有机肥和微生物菌肥,都能提高土壤细菌的多样性,降低真菌的多样性,其中,从门水平看,添加微生物菌肥处理后,细菌中的Proteobacteria,Actinobacteria,Chloroflexi,Firmicutes,[thermi],Cyanobacteria和Basidiomycota的丰度值较高;在属水平上,添加微生物菌肥处理后,细菌中的Pseudomonas,Luteimonas,Lysobacter,Streptomyces,Chloronema,Bacillus,B-42属和真菌中的Podospora属的丰度值较高。采用敌磺钠和微生物菌肥共同处理草莓连作土壤,可以降低真菌的多样性,提高细菌的多样性,并提高有益菌属的丰度值,起到防治草莓土传病害的作用。     

棚室茄子不同栽培方式对土壤微生物多样性的影响

棚室茄子栽培易出现连作障碍,致使土传病害严重,产量下降。试验选取芥菜、油菜两种十字花科作物与茄子轮作,旨在探讨轮作模式对棚室茄子栽培连作土壤微生物多样性及群落结构影响。通过Mi Seq测序分析表明,茄子/油菜轮作处理土壤细菌丰度、茄子/芥菜轮作处理土壤细菌多样性显著高于连作处理。聚类分析表明,茄子/油菜轮作和茄子/芥菜轮作土壤细菌群落结构与茄子连作和农药熏蒸处理不同,两个轮作处理土壤中Flavobacteria等细菌为优势种,可改善根区土壤生态条件,促进作物生长。真菌多样性分析表明,两个轮作处理土壤中真菌多样性和丰度显著降低,Chaetomium等腐生真菌数量增多,有利于提高土壤有机质含量,改善连作土壤质量,研究可为缓解棚室茄子连作障碍提供新思路。     

新疆大蒜根腐型病害根际土壤微生物群落多样性初探

[目的]比较根腐型病害大蒜与健康大蒜根际土壤微生物群落结构和功能多样性,明确新疆大蒜根腐型病害与根际土壤微生物群落之间的关系,为大蒜的根腐型病害的防治提供理论依据.[方法]利用稀释平板法对样品中可培养细菌、放线菌、真菌进行分类培养后计数,利用比较分析法对可培养微生物的变化趋势进行分析,利用Biolog-ECO法对根际土壤微生物功能多样性进行分析.[结果]三组样品中的患病大蒜根际土壤中,细菌数量呈现减少趋势,放线菌和真菌数量增加.两种根际土壤微生物对碳源有不同的利用强度,健康大蒜根际土壤微生物对碳水化合物和聚合物类碳源利用能力较高,患病大蒜根际土壤微生物对胺类和酚酸类碳源利用程度较高.健康大蒜土壤样品的微生物多样性指数均高于患病大蒜根际土壤微生物.[结论]根际土壤微生物与大蒜根腐型病害存在一定的相关性.患病大蒜的根际土壤微生物种群分布由细菌型向真菌型转变,放线菌也呈增加趋势,但数量较少.根际土壤微生物数量和群落结构差异一定程度上影响微生物群落的功能多样性.     

根系分泌物介导的间作防控土传病害作用机制研究进展

防控土传病害和缓解连作障碍是构建健康土壤、实现中国农业绿色可持续发展的重要需求。合理间作可增加作物产量、提高资源利用效率和有效防控土传病害。根系分泌物是土传病害防控的重要因素之一。本研究主要围绕植物病原菌导致的土传病害，综述了间作对植物根系分泌物的影响，从土传病原菌寄主植物根系分泌物和非寄主植物根系分泌物的协同作用、土传病原菌非寄主植物根系分泌物关键抑菌物质对寄主植物病原菌的直接抑制作用、间作土传病原菌寄主/非寄主植物通过根系分泌物塑造根际微生物群落等方面综合分析了合理间作防控土传病害的根系分泌物介导机制，以期为间作防控土传病害提供参考。     

土壤调理剂对植烟土壤微生物群落的影响（英文）

考察了生物质炭作为土壤调理剂对植烟土壤微生物群落的影响。结果表明,在烤烟生长的各个时期,添加调理剂处理的土壤可培养微生物数量均比未添加调理剂的对照处理高。宏基因组分析表明,添加土壤调理剂处理的微生物群落多样性高于对照,且青枯病发病率和病情指数比对照降低了27.6%和34.6%。由此可知,植烟土壤中添加土壤调理剂可以改善土壤微生态环境,提高土壤微生物群落多样性,维护土壤微生物平衡,从而降低土传病害的发生。     

土壤调理剂对植烟土壤微生物群落的影响

考察了生物质炭作为土壤调理剂对植烟土壤微生物群落的影响。结果表明,在烤烟生长的各个时期,添加调理剂处理的土壤可培养微生物数量均比未添加调理剂的对照处理高。宏基因组分析表明,添加土壤调理剂处理的微生物群落多样性高于对照,且青枯病发病率和病情指数比对照降低了27.6%和34.6%。由此可知,植烟土壤中添加土壤调理剂可以改善土壤微生态环境,提高土壤微生物群落多样性,维护土壤微生物平衡,从而降低土传病害的发生。