蚯蚓防控西瓜枯萎病的效果及其机理探索

为了探明蚯蚓对西瓜枯萎病的影响机制,开拓西瓜枯萎病防控的新思路,本试验以西瓜连作土壤为基质,采用盆栽试验,研究不同密度的威廉环毛蚓(Pheretima guillelmi)和赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)对西瓜长势、枯萎病发病率的影响,结合西瓜专化型尖孢镰刀菌数量、土壤微生物总量(土壤微生物量碳含量)、土壤微生物活性(土壤脱氢酶活性)以及土壤总酚酸的动态变化,探索蚯蚓对西瓜植株枯萎病的防控机理。结果表明,西瓜定植后45 d,试验组的西瓜蔓长、鲜质量较不投放蚯蚓对照分别增长了18.57%～67.27%、39.29%～87.24%。西瓜定植后30 d、45 d,对照的西瓜植株枯萎病发病率分别为62.15%、85.32%,显著高于蚯蚓试验组(P0.05)。在一定范围内增加蚯蚓密度能有效促进西瓜生长,减缓枯萎病发生。在蚯蚓质量相同的情况下,威廉环毛蚓的促生防病效果优于赤子爱胜蚓。0～45 d的试验过程中,试验组土壤中西瓜专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.niveum)数量、总酚酸含量较对照分别下降了36.63%～69.39%、31.0%～77.4%,45 d时试验组的土壤微生物量碳含量、土壤脱氢酶活性较对照分别提高了115.10～175.71 mg/kg、1.41～2.40μg/(g·h)。蚯蚓能有效降低西瓜植株枯萎病的发病率,促进植株生长,其防控机理可能为:蚯蚓的穴居、取食等活动直接抑制土壤中尖孢镰刀菌的快速繁殖,同时蚯蚓通过降解土壤化感物质(总酚酸),提升微生物总量和活性等方式调控土壤微生物群落结构,改善土壤微生态环境,从而有效防控西瓜枯萎病的发生。     

小麦残茬对连作西瓜生长及根际土壤微生物的影响

 【目的】土壤微生物群落结构构成是土壤生态环境质量的重要组成部分,探讨两种小麦残茬对连作西瓜生长及根际土壤微生物的影响,阐释西瓜枯萎病与根际土壤微生物间的关系,为西瓜连作障碍和枯萎病的生态防治提供依据。【方法】将D123和D125两种小麦残茬粉碎后施入瓜类连作土壤中并继续栽培西瓜,采用常规方法测定西瓜蔓长、鲜重及产量,稀释平板法测定根际土壤中细菌、真菌和尖孢镰刀菌数量,通过Real-time PCR测定西瓜根际土壤中功能微生物芽孢杆菌和西瓜专化型尖孢镰刀菌数量。【结果】D123和D125两种小麦残茬的施入,促进了西瓜蔓长的伸长,并在后期显著促进了植株地上鲜重、根鲜重和全株鲜重的增加（P＜0.05）,且D125处理略高于D123处理;残茬处理虽然增加了西瓜单株产量,但与对照（CK）差异不显著。对根际土壤微生物数量统计表明,定植第20天时,D125处理细菌数量显著高于D123处理与CK（P＜0.05）,D123与CK间差异不显著;定植第30天时,D125处理细菌数量显著高于CK（P＜0.05）,D123与CK、D125间差异均不显著。对真菌数量的研究表明,各时期均表现为D125＞D123＞CK,并在定植30 d时相互间差异显著（P＜0.05）。对根际尖孢镰刀菌数量的研究表明,各时期均表现为D125＞D123＞CK,在定植30 d时,D125处理显著高于D123处理和CK（P＜0.05）,但D123处理和CK间差异不显著。土壤中细菌/真菌的比值随着取样时期的延长,呈下降趋势,细菌繁殖速度低于真菌繁殖速度;定植20 d时,D125处理的根际土壤中细菌/真菌的值显著高于D123处理和CK（P＜0.05）,D123处理与CK间差异不显著。随着西瓜植株的生长,土壤中西瓜专化型尖孢镰刀菌的数量呈增长趋势,各时期尖孢镰刀菌均表现为CK＞D123＞D125,在定植第20天和第40天时表现为小麦残茬处理显著降低了尖孢镰刀菌数量（P＜0.05）。芽孢杆菌数据表明,各处理在定植30 d时芽孢杆菌数量均达到最高,其他时期均较低,小麦残茬的施入增加了根际土壤中芽孢杆菌数量,D125处理在各时期均表现为显著高于CK（P＜0.05）,D123处理在定植后20 d和30 d表现为显著高于对照（P＜0.05）,而D125处理在定植后20 d和40 d显著高于D123处理（P＜0.05）,定植后30 d时则表现为相反的结果。【结论】小麦残茬的施入,促进了西瓜生长,有利于土壤微生物繁殖,并增加有益微生物数量,减少枯萎病致病菌数量,对西瓜连作土壤有一定的修复作用。     

枯草芽孢杆菌D9生物有机肥对连作芦蒿扦插苗枯萎病病害防控研究

芦蒿连作土壤中的枯萎病病原菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)通过扦插茎秆的切口处侵染扦插苗,严重地降低扦插苗的成活率。实验通过分离生防菌株,开发生防生物有机肥防控扦插苗连作病害。研究结果显示,分离到的具有生防芦蒿枯萎病病原菌尖孢镰刀菌能力的菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)D9。D9菌株的代谢物能够显著地抑制尖孢镰刀菌的孢子萌发和菌丝的伸长(P<0.05)。芦蒿连作土壤扦插苗病害的防控实验结果表明,有机肥和D9生物有机肥的防病率分别达到77.3%和97.1%,同时能够显著地(P<0.05)降低芦蒿扦插苗的茎内尖孢镰刀菌数量,而且D9生物有机肥能够显著(P<0.05)降低扦插苗根际土壤中尖孢镰刀菌的数量。相较于对照处理,D9生物有机肥处理的根际土壤和茎内尖孢镰刀菌数量分别降低了35.7%和93.7%。有机肥没有提高芦蒿几丁质酶和β-1,3葡聚糖酶活力,而D9生物有机肥显著提高芦蒿几丁质酶和β-1,3葡聚糖酶的酶活(P<0.05)。D9生物有机肥能够有效防治连作芦蒿扦插苗的病害,为芦蒿产业提供一条绿色、安全的栽种途径。     

射频处理与有机肥联用对基质连作西瓜枯萎病与产量品质的影响

为了研究射频处理技术与有机肥联用对西瓜连作基质枯萎病防控的效果.采用土壤射频消毒系统对连作基质进行处理,并对处理前后基质的理化性质、土壤酶活性和枯萎病发病率进行测定;在处理后的基质中添加有机肥和生物肥料,通过田间试验,研究射频处理和有机肥联用对西瓜生长、产量和品质的影响.结果表明,采用射频技术对基质进行处理后,基质中细菌、真菌、放线菌、尖孢镰刀菌数量分别比对照降低了53.70％、48.62％、56.61％、57.80％;基质的pH值、EC值、全氮含量、全磷含量、全钾含量与对照相比没有显著性差异,基质的全碳和有机质含量均比对照升高8.85％;基质的蔗糖酶活性是对照的3.45倍,酸性磷酸酶活性与对照相比变化不大,脲酶活性比对照降低16.33％.射频处理后,西瓜的株高、茎粗与对照相比差异不大,总产量和平均单果质量较对照减少;射频处理添加有机肥和生物肥后,西瓜株高、茎粗、果实总产量、个数和平均单果质量均较对照显著提高.射频处理后西瓜果实横径、纵径、中心糖含量和边糖含量与对照相比没有明显差异,射频处理添加有机肥和生物肥后果实横径、纵径、中心糖含量和边糖含量均增加.综上所述,基质射频处理和有机肥、生物肥的联合施用,可以有效防治枯萎病,促进西瓜植株的生长,提高产量和品质.     

西瓜与旱作水稻间作改善西瓜连作障碍及对土壤微生物区系的影响

 【目的】探讨西瓜与旱作水稻间作减缓西瓜连作障碍的可行性,并从微生物多样性与连作障碍关系角度阐释该方法的作用机理。【方法】盆栽方法研究西瓜与旱作水稻间作改善西瓜连作障碍的效果,传统微生物计数及磷脂脂肪酸（PLFA）法研究西瓜根际土壤微生物区系。【结果】西瓜连作土壤上单作西瓜其枯萎病发病率为 66.7%,死亡率为44.4%,与旱作水稻间作后西瓜生长正常。西瓜定植30 d后,间作处理西瓜根际的尖孢镰刀菌数量显著低于单作;50 d后,间作西瓜根际土中的真菌数量显著低于单作,而细菌、放线菌及总微生物数量均显著高于单作。磷脂脂肪酸（PLFA）法分析土壤微生物多样性发现,单作处理的西瓜根际土壤中真菌数量较多,细菌数量较少,而且主要是革兰氏阳性菌,而间作西瓜根际则含有较多的革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和放线菌。间作处理西瓜体内的丙二醛（MDA）含量及保护性酶类如根系及叶片中的过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）和根系中的苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性均显著低于单作西瓜。【结论】西瓜与旱作水稻间作条件下西瓜根际尖孢镰刀菌数量显著降低,根际微生物区系向细菌与放线菌占主导的趋势发展,有效防止了西瓜枯萎病的发生,改善了西瓜连作障碍。     

2种类型微生物肥料对连作西瓜枯萎病的防治效果研究

以微生物菌剂和微生物有机肥为试材,研究了2种类型微生物肥料对连作西瓜生长发育和枯萎病防治的应用效果。结果表明:(1)微生物菌剂(T1、T2)和微生物有机肥(T3、T4)对连作西瓜的生长具有不同程度的促进作用,与对照比生长指标出现显著差异的时间为T1、T2伸蔓期,T3、T4开花期;(2)不同处理比较,微生物菌剂(T1、T2)更为有效地提高了连作西瓜的产量和品质,其中T1效果最为显著,较对照单瓜重提高了42.9%,增产43.9%。(3)微生物菌剂对连作西瓜枯萎病的防效较好,T1、T2分别达到66.4%、60.0%,而T3、T4的防效均低于40%。(4)4个处理可不同程度影响根际主要微生物群落丰度,其中T1较对照差异最显著,开花期、成熟期细菌数量分别提高了118.5%、45.0%,病原菌尖孢镰刀菌数量分别较对照降低了41.7%、44.4%。由此可知,防控连作西瓜枯萎病微生物菌剂T1、T2比微生物有机肥T3、T4更有效,可作为连作西瓜枯萎病的主要生物防治措施加以利用。     

2种类型微生物肥料对连作西瓜枯萎病的防治效果研究

以微生物菌剂和微生物有机肥为试材,研究了2种类型微生物肥料对连作西瓜生长发育和枯萎病防治的应用效果。结果表明:(1)微生物菌剂(T1、T2)和微生物有机肥(T3、T4)对连作西瓜的生长具有不同程度的促进作用,与对照比生长指标出现显著差异的时间为T1、T2伸蔓期,T3、T4开花期;(2)不同处理比较,微生物菌剂(T1、T2)更为有效地提高了连作西瓜的产量和品质,其中T1效果最为显著,较对照单瓜重提高了42.9%,增产43.9%。(3)微生物菌剂对连作西瓜枯萎病的防效较好,T1、T2分别达到66.4%、60.0%,而T3、T4的防效均低于40%。(4)4个处理可不同程度影响根际主要微生物群落丰度,其中T1较对照差异最显著,开花期、成熟期细菌数量分别提高了118.5%、45.0%,病原菌尖孢镰刀菌数量分别较对照降低了41.7%、44.4%。由此可知,防控连作西瓜枯萎病微生物菌剂T1、T2比微生物有机肥T3、T4更有效,可作为连作西瓜枯萎病的主要生物防治措施加以利用。     

利用植物化感作用防治西瓜枯萎病七法(下)

三．西瓜与旱作水稻间作 西瓜连作易导致枯萎病的发生．产量下降,其主要致病菌为西瓜专化型尖孢镰刀菌。水稻与西瓜属于同季栽培作物．在间作（尤其是同穴种植）条件下．水稻根系分泌物具有显著抑制西瓜专化型尖孢镰刀菌的孢子萌发及其产孢能力．所以．西瓜与旱作水稻间作可完全有效控制西瓜枯萎病的发生。     

4种药剂防治西瓜枯萎病的效果

试验二氧化氯、恶霉灵、棉隆、石灰氮等4种土壤消毒剂对连作西瓜枯萎病的防治效果,结果表明,以石灰氮处理对西瓜枯萎病的防效最高,防效可达864％,产量提高316%。     

碳酸氢铵抑制尖孢镰刀菌生长机制研究

[目的]碳酸氢铵在土壤中对尖孢镰刀菌生长具有显著的抑制作用,通过比较碳酸氢铵、亚硝酸钠和硝酸钠的抑菌作用,以期探明碳酸氢铵抑制尖孢镰刀菌的作用机制。[方法]采用土壤培养和平板培养相结合的试验方法,研究不同含量碳酸氢铵、亚硝酸钠和硝酸钠对枯萎病病原菌尖孢镰刀菌黄瓜专化型、西瓜专化型以及甜瓜专化型生长的影响,同时研究了硝化抑制剂双氰胺对碳酸氢铵杀菌作用的影响,最后采用平板培养法分析了培养基pH值的变化对碳酸氢铵抑菌作用的影响。[结果]碳酸氢铵和亚硝酸钠均可以有效抑制3种专化型尖孢镰刀菌在平板上的生长和土壤中的数量,且抑制作用随其含量的增加显著增加,但硝酸钠则无影响;培养基pH值在一定范围内的变化不会对尖孢镰刀菌生长产生显著影响,碳酸氢铵对尖孢镰刀菌的抑制作用与pH值有关,但不完全取决于pH值;硝化抑制剂对尖孢镰刀菌生长没有影响,但能够抑制碳酸氢铵对尖孢镰刀菌的杀菌作用。[结论]碳酸氢铵中的氨可以杀灭尖孢镰刀菌,并且其转化产物亚硝酸根离子在土壤中也能起到一定抑制尖孢镰刀菌的作用。     

防治西瓜枯萎病的微生物菌种的筛选与鉴定

[目的]对一组防治西瓜枯萎病的微生物菌种进行鉴定。[方法]以西瓜专化型尖孢镰刀菌为研究对象,从海洋海绵共生菌和土壤样品中筛选到6株具显著拮抗西瓜专化型尖孢镰刀菌的活性菌株,并对该6株活性菌株进行分子鉴定。[结果]分子鉴定显示该6株活性菌株均属于芽孢杆菌属的物种。[结论]试验结果为西瓜枯萎病类安全高效的生物农药及功能型生物肥料的创制提供了理论依据。     

万寿菊杀菌素Ⅰ抑菌作用及对西瓜幼苗的影响

研究了万寿菊杀菌素Ⅰ对西瓜枯萎病菌、辣椒枯萎病菌和辣椒疫霉病菌的抑菌作用及对西瓜幼苗的影响。结果表明,万寿菊杀菌素Ⅰ能有效抑制西瓜枯萎病菌、辣椒枯萎病菌和辣椒疫霉病菌。在西瓜枯萎病的主要发病期苗期施用万寿菊杀菌素Ⅰ,能提高西瓜幼苗的POD和SOD活性,并维持CAT活性,有效减轻西瓜枯萎病菌对植株的毒害作用。     

西瓜枯萎病拮抗细菌的筛选

采用梯度稀释法对23份土样进行筛选,共获得114株不同类型且长势良好的细菌,其中8株细菌对西瓜枯萎病病菌的拮抗性能较好。对此8株细菌进行革兰氏染色,有7株为革兰氏阳性菌;进行芽孢染色,其中6株细菌产生芽孢。     

西瓜枯萎病田间症状类型及侵染来源的研究

西瓜枯萎病(Fusarium axysporum f.sp.nuveum)在田间的症状表现有猝倒型、侏儒型和萎蔫型三种类型。此病的初侵染来源是土壤,病残体、种子及未经腐熟的农家肥。通过土壤、种子及粪肥蒂菌和灌水进行远、近距离的传播。种子表面和内、外部均可带菌。病残体内可带有大量的分生孢子和菌丝体。一株死病株体内约含六千万至一亿多个分生孢子。因此西瓜枯萎病是一种侵染来源广的维管束病害。     

西瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.niveum)营养体亲和群研究

从浙江各地、江苏南部和上海等地采集的西瓜枯萎病株和其他瓜类植株上,分离纯化尖孢镰孢霉(Fusarium oxysporum)菌种23个(每个菌种来自一个植株样本).接种试验表明:酉瓜植株上分离的19个菌种,有16个对长蜜、新红宝和圳宝等3个酉瓜品种表现为致病性,而其他菌种表现为非致病性.所有23个菌种均获得抗氯酸盐的硝酸盐营养突变株(nit mutant).根据来自同一菌种nit突变株的营养体亲和性与突变类型鉴定,选择3个西瓜致病菌的Nit M类型突变株(W 024～5,W 072～4和W 014～9)为营养体亲和性测试株.各菌种上获得的nit突变株分别与测试株作营养体亲和性配对反应,23个菌种可划分成8个营养体亲和群(VCG)和1个营养体自身非亲和类型.16个西瓜致病菌中,除一个为营养体自身非亲和类型外,其余均属同一亲和群(M1001),而与西瓜非致病菌不存在营养体亲和反应.由此显示:营养体亲和群与西瓜枯萎病菌存在相关性,而与地理分布无关.     

西瓜专化型尖孢镰刀菌的分离鉴定及水稻根系分泌物对其生长的影响

利用尖孢镰刀菌选择性培养基从西瓜枯萎病发病部位分离出病原菌,通过Booth＇s镰刀菌分类鉴定标准和专化型试验,确定该菌株为西瓜专化型尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum f．sp．niveum）。以该菌株为材料,研究水稻根系分泌物对其生长的影响。结果表明,2个水稻品种ELIO和4007的根系分泌物均能显著抑制其孢子萌发和孢子产生。当根系分泌物的加入量为1．5mL时,ELIO和4007对孢子萌发的抑制率分别为37．8％和41．0％;当加入20mL水稻根系分泌物时,ELIO和4007对孢子产生的抑制率达到96．3％和76．4％。水稻根系分泌物对西瓜尖孢镰刀菌孢子产生过程的抑制作用主要发生在孢子萌发阶段和孢子在尖孢镰刀菌瓶状小梗上的生成阶段,而对菌丝营养生长没有影响。西瓜与旱作水稻间作的盆栽试验表明,间作系统中西瓜苗的鲜重和株高分别提高了186．0％和80．5％。单作西瓜枯萎病发病率为66．7％,死亡率为44．4％,而间作处理中西瓜均生长正常。间作条件下,西瓜根际土壤中的尖孢镰刀菌数量显著降低,与单作根际土壤相比减少了91％。表明：水稻根系分泌物能显著抑制西瓜专化型尖孢镰刀菌生长,采用旱作水稻与西瓜间作能有效缓解西瓜枯萎病的发生。     

西瓜枯萎病菌毒素培养滤液对西瓜幼苗可溶性蛋白含量的影响

以不同抗性西瓜苗品种为材料,研究了西瓜苗期感染枯萎病菌(Fusarium oxysporumf.sp.niveum)病原菌毒素粗提液处理后在生长的不同时期、不同生长部位植株体内可溶性蛋白含量的变化情况,并分析了这些变化与植物抗病性的相互关系。结果表明,经毒素粗提液处理后,与对照相比,不同部位间可溶性蛋白含量存在明显差异。但是从总体上看,叶部可溶性蛋白含量最高、茎部次之、根部最低;一般情况下,在同一部位抗病品种的可溶性蛋白含量大于感病品种。     

西瓜枯萎病菌生理小种1抗性基因连锁标记开发

【目的】开发与栽培西瓜枯萎病菌生理小种1抗性基因Fon-1紧密连锁的分子标记,为开展西瓜抗枯萎病分子辅助育种提供技术支撑。【方法】以栽培西瓜抗枯萎病品种Calhoun Gray为父本,感病品种Black Diamond为母本杂交获得的F2分离群体为供试材料,采用BSA法对Fon-1基因进行区间定位。依据11份栽培西瓜重测序信息,获取位于定位区间内的候选SNP位点。针对候选SNP位点设计CAPS/dCAPS标记,通过F2代分离群体和种质资源验证上述标记与Fon-1基因的连锁关系。【结果】通过BSA法,将Fon-1基因定位于1号染色体15 cM区间内。利用候选SNP位点信息,开发3个CAPS/dCAPS标记7716_fon、7419_fon和4451_fon,F2代分离群体以及164份西瓜育种材料验证显示,上述3个标记与Fon-1基因的连锁距离分别为0.8、1.0和2.8 cM。【结论】利用栽培品种Calhoun Gray的抗性遗传机制,开发的3个CAPS/dCAPS标记可以有效区分栽培西瓜对枯萎病菌生理小种1的抗病、感病性,为栽培西瓜品种枯萎病菌生理小种1抗性基因快速应用于栽培品种枯萎病抗性改良建立有效的技术手段。     

PAL活性与嫁接西瓜枯萎病抗性传递的相关性

本文测定了两个西瓜品种早佳(8424)和春光及其与两个砧木品种的嫁接苗经病原菌处理后，苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性在植株不同部位的动态变化过程。结果表明：PAL活性表达呈周期性变化；PAL表达具有组织特异性，叶片部是PAL活性高效表达的部4A；PAL活性与枯萎病抗性呈正相关；嫁接显著降低了西瓜枯萎病的发病率和病情指数，增强了接穗的抗病性。嫁接苗抗性增幅的大小与接穗的适应性及砧木的抗病性有关，是两者相互作用的结果；PAL活性的强弱还与植物体感病与否有关，发病植株的PAL活性高于未发病植株，同时探讨了西瓜抗病性在嫁接体中的传递。