嗜碱假单胞菌Ej2对稻瘟病的防治效果及对水稻内源激素的影响

【目的】明确水稻内生菌嗜碱假单胞菌（Pseudomonas alcaliphila）菌株Ej2对镰孢菌（Fusarium spp.）等病原菌的抑菌效果,重点研究对稻瘟病的防治作用及对水稻内源激素的影响,为稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）杀菌剂的研发提供新的生防菌资源。【方法】嗜碱假单胞菌菌株Ej2分离于水稻叶片,采用对峙培养法测试该菌株对稻瘟病菌以及对镰孢菌、草莓炭疽病菌（Colletotrichum gloeospoioides）、链格孢苹果专化型（Alternaria alternata f. sp. mali）BJ-A5和草莓黑斑病菌（A. alternata) BJ-ST24等病原真菌的抑菌效果,并检测其挥发性物质对稻瘟病菌的抑菌作用以及发酵液对水稻种子萌发的促进作用,盆栽法检测对水稻叶瘟的温室防治效果,通过小区试验验证对叶瘟和穗颈瘟的田间防治效果及对水稻的促生效果,采用基于MRM方法的靶向代谢组学技术检测发酵液喷施3次对胁迫激素、细胞分裂素等水稻内源激素的影响。【结果】嗜碱假单胞菌菌株Ej2及其挥发性物质对稻瘟病菌菌丝生长具有显著拮抗作用,对水稻叶瘟的温室防治效果为78.26%,与75%三环唑可湿性粉剂无显著差异;对叶瘟和穗颈瘟的田间防治效果分别为75.07%—83.67%和62.79%—75.09%,对叶瘟的田间防治效果与稻瘟酰胺有显著差异,对穗颈瘟的田间防治效果与稻瘟酰胺无显著差异。菌株Ej2对西瓜枯萎病菌（F. oxysporum f. sp. niveum）、茄镰孢（F. solani）、串珠镰孢（F. moniliforme）、草莓炭疽病菌、链格孢苹果专化型和草莓黑斑病菌5种植物病原真菌具有抑菌活性。与清水对照相比,Ej2发酵液显著增加水稻种子萌发率、株高和穗重;喷施3次后,植物胁迫激素中的乙烯（ETH）和脱落酸（ABA）含量显著增加,细胞分裂素中的玉米素核苷（czR）、反式玉米素核苷（tZR）和异戊烯基腺嘌呤核苷（iPR）激素含量显著下降,植物生长素（IAA）、茉莉酸（JA）、顺反茉莉酸类激素(cis-OPDA)、茉莉酸-异亮氨酸（JA-LIE）、顺式玉米素（cZ）、反式玉米素（tZ）、异戊烯基腺嘌呤（iP）、水杨酸（SA）等植物内源激素含量无显著变化。【结论】嗜碱假单胞菌菌株Ej2具有防病、促进作物生长及增强水稻植株抗逆性的作用,是一种可以防治稻瘟病等真菌病害的生防微生物。     

生物菌剂对土壤微生物群落结构和功能的影响

为探明五谷丰素浸种联合微生物菌剂撒施对玉米田土壤微生物群落结构及功能基因的影响,利用宏基因组技术分析生物菌剂施用后土壤微生物群落结构、硝化功能微生物基因、碳水化合物酶（CAZy）及抗生素抗性基因（ARGs）的功能注释及多样性。结果表明：五谷丰素浸种联合微生物菌剂撒施后,土壤细菌中变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和厚壁菌门（Fimicutes）的丰度增加,酸杆菌门（Acidobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、绿弯菌门（Chloroflexi）和CandidatusRokubacteria的丰度下降;古菌中奇古菌门（Thaumarchaeota）和广古菌门（Euryarchaeota）的丰度分别增加26.41%和9.09%;真菌中子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）和壶菌门（Chytridiomycota）的丰度下降;芽单胞菌属（Gemmatimona）丰度降低了9.76%,芽孢杆菌（Bacillus）丰度增加0.77倍,亚硝化球菌（Nitrososphaera）、硝化螺菌属（Nitrospira）和氨氧化古菌（Candidatus_Nitrosocosmicus）的丰度增加20%以上;土壤微生物的多糖裂解酶（Polysaccharide Lyases,PLs）和碳水化合物绑定结构（Carbohydrate-binding modules,CBMs）的丰度增加;杆菌肽（Bacitracin）基因丰度下降,氟喹诺酮（Fluoroquinolone）、氯霉素（Chloramphenicol）、氨基糖苷（Aminoglycoside）和β-内酰胺（Beta-lactam）类ARGs的丰度增加;氨氧化微生物（AOA和AOB）和亚硝酸盐氧化微生物（NOB）基因的丰度增加。PCA前两个主成分解释了98.78%的样本CAZy差异和59.33%的样本ARGs差异;NMDS和ANOSIM分析显示样本不同处理之间的CAZy和ARGs抗性基因存在差异。研究表明,五谷丰素浸种联合微生物菌剂撒施可以显著改变玉米田土壤微生物群落结构,增加硝化微生物丰度,优化土壤微生物CAZy比例,降低土壤ARGs中杆菌肽污染,改善玉米植株生长的土壤微生态环境。     

生物菌剂撒施对宁夏石嘴山盐碱地微生物群落结构的影响

盐碱地是具有较高价值的后备耕地资源，土壤微生物群落可以作为衡量土壤质量的生物学评价指标之一。采用Illumina MiSeq技术测试样本的ITS和16S rRNA序列，剖析2种菌剂撒施处理对宁夏石嘴山地区盐碱土壤微生态环境的调控作用。研究表明，菌剂YF和JF撒施可以降低盐碱地pH，改良土壤营养状况；真菌和细菌群落的丰富度、多样性和均匀度显著增加；真菌的镰孢属(Fusarium)及曲霉属(Aspergillus)丰度下降达40%以上，细菌的节细菌属(Arthrobacter)、多食鞘氨醇杆菌属(Sphingomonas)和类诺卡氏属(Nocardioides)的丰度增加8.0%以上。微生物菌剂撒施降低了盐碱地真菌和细菌群落的独有分类单元OTU (operational taxonomic units)数量，硝态氮、有机质、K、C、N、P、pH等环境因子对不同处理之间的微生物群落也有显著影响。因此，2种微生物菌剂撒施处理可以改善宁夏石嘴山地区盐碱土壤质量，改善土壤的微生态环境。