茴香轮作调控土壤细菌群落缓解三七连作障碍的效应及机制

三七是我国特有的中药材，但连作障碍严重制约了其产业发展，轮作是生产上最常用且有效的缓解措施。本研究在三七收获后的土壤上轮作茴香，通过测定轮作土壤水浸液对三七存苗的影响来评价轮作对三七连作障碍的缓解效果，并从轮作对土壤细菌群落的影响方面深入阐释轮作缓解连作障碍的机制。结果表明，茴香轮作后的土壤水浸液可以显著提高三七的存苗率。土壤细菌分析表明，茴香轮作后土壤细菌群落发生了明显改变。细菌的丰富度增加，相对丰度>1%的优势菌门变形菌门Proteobacteria和放线菌门Actinobacteria的相对丰度呈增加趋势。属水平上，轮作茴香使66个属的相对丰度显著增加，其中相对丰度>0.2%的优势菌属有14个；30个属的相对丰度显著降低，其中优势菌属有8个，总体上看相对丰度显著增加的属多于显著降低的属。在相对丰度显著增加的优势菌属中包含常见的拮抗菌属假单胞菌属Pseudomonas和芽孢杆菌属Bacillus细菌。本研究也分离到2株假单胞菌和1株芽孢杆菌对三七根腐病菌腐皮镰刀菌Fusarium solani和Monographella cucumerina具有明显的拮抗活性。因此，轮作茴香可以改善三七连作土壤细菌群落结构，增加土壤中拮抗细菌的丰度，提高三七的存苗率。生产上利用茴香与三七轮作对缓解连作障碍具有一定潜力。     

葱轮作改善土壤微生物群落缓解三七连作障碍的潜力分析

明确葱轮作后对三七连作土壤微生物的影响,为利用葱与三七轮作缓解三七连作障碍提供依据。本研究在三七连作土上连续种植两茬小葱,以休耕连作土壤为对照,采用细菌16S rRNA和真菌ITS区测序,研究葱轮作后对土壤微生物多样性、物种组成及关键微生物的影响;然后分离可培养的关键细菌假单胞菌属,验证其对三七根腐病菌的拮抗功能。结果表明,葱轮作后显著提高了三七连作土壤细菌和真菌的丰富度,两种处理后的细菌和真菌在PCoA图上均能明显分开。门水平上,葱轮作后细菌变形菌门的相对丰度显著增加,酸杆菌门、绿弯菌门等显著降低;真菌子囊菌门的相对丰度显著降低,担子菌门显著增加。LEfSe分析表明,变形菌门及其下属的假单胞菌属等关键细菌在葱轮作后丰度显著增加,丛赤壳科中可以引起三七根腐的Fusarium和Ilyonectria等真菌在轮作后丰度降低。从轮作土壤中分离到22株假单胞菌,其中15株铜绿假单胞菌对三七根腐病菌有较好的拮抗效果。综上,葱轮作可以显著改善三七连作土壤的微生物状况,有益菌相对丰度增加而根腐病原菌相对丰度降低。利用葱与三七轮作对缓解三七连作障碍具有一定的潜力。     

茴香挥发物对三七根腐病菌的抑制活性及抑菌物质鉴定

[目的]明确茴香挥发物对三七主要根腐病菌的抑制活性及主要抑菌物质,为利用茴香与三七多样性种植防控三七根腐病提供理论依据.[方法]采用菌丝生长速率法测定茴香茎叶挥发物对3种三七根腐病菌(茄腐镰刀菌F-3、恶疫霉菌D-1和毁灭柱孢菌RS006)的抑制活性;收集茴香挥发物并通过气相色谱—质谱联用仪(GC-MS)分析挥发物成分及其相对含量;通过化合物抑菌活性测定明确挥发物中主要的抑菌物质.[结果]茴香茎叶挥发物对3种三七根腐病菌(F-3、D-1和RS006)菌丝生长的抑制活性均随着用量的增加而增强,且对D-1和RS006的抑制能力强于F-3;当用量达2.0 g/皿时,茎部挥发物对F-3、D-1和RS006的抑制率分别为14.50%、66.10%和85.90%;叶部挥发物对F-3、D-1和RS006的抑制率分别为15.20%、67.60%和79.10%.GC-MS分析表明,茴香挥发物中主要是烯烃类(39.47%)和萜烯类(25.68%)物质,主要的单体成分为1,6-二甲基-1,5环辛二烯(36.82%)、4-烯丙基苯甲醚(17.05%)、萜品油烯(9.28%)、茴香脑(7.68%)和罗勒烯(5.19%)等.挥发物单体抑菌活性测定结果表明,4-烯丙基苯甲醚的抑菌活性较强,在1200 mL/m3时对F-3和RS006的抑制率分别为48.59%和86.17%,在800 mL/m3时对D-1的抑制率已达100.00%.[结论]茴香挥发物能较好地抑制三七根腐病菌生长,主要的抑菌单体成分为4-烯丙基苯甲醚,可利用茴香与三七进行间作或套作以防控根腐病.     

茼蒿水浸液和挥发物对三七根腐病菌的抑制活性及其抑菌物质分析

为明确茼蒿水浸液和挥发物对三七根腐病菌的抑制活性及主要的抑菌物质,采用菌丝生长速率法测定其对腐皮镰刀菌Fusarium solani F-3和锈腐病菌Ilyonectria destructans RS006的抑制活性,利用气相色谱-质谱联用仪分析水浸液和挥发物的成分,进一步验证化合物的抑菌活性。结果表明,茼蒿茎、叶水浸液对F-3的抑制效果强于RS006,叶水浸液比茎水浸液抑菌效果更好。叶水浸液浓度为15.0%时,对F-3的抑制率为55.1%。挥发物对RS006的抑制活性存在明显的浓度效应,茎叶用量为2.0 g/皿时,茎和叶挥发物对RS006的抑制率均高于85.0%。茼蒿茎挥发物对F-3的抑制率较低且不同浓度间差异不显著,叶挥发物在叶用量为1.0 g/皿时对F-3抑制效果最好,抑制率为35.3%。茼蒿茎水浸液的主要成分为糖类和有机酸类,叶水浸液的主要成分为有机酸类。茼蒿茎叶挥发物的主要成分为萜烯类。挥发物中芳樟醇对两种病原菌的抑制效果较好。利用茼蒿或其化感物质可为三七根腐病的绿色防控提供思路。