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随着设施西瓜栽培面积不断扩大,连作栽培不可避免,因此常发生植株生育迟缓、生长势下降、品质变劣、土传病原菌数量和种类大幅增加、枯萎病大量发生等连作障碍现象。枯萎病是连作障碍中最主要的病症之一,已成为限制西瓜生产的瓶颈问题,合理种植伴生植物,探索新的栽培措施,是解决连作障碍的有效手段,研究发现,小麦伴生西瓜具有促进西瓜生长和控制西瓜枯萎病的作用,但机理不明。本研究以小麦和西瓜为试材,运用化感作用研究方法,研究不同小麦品种对西瓜幼苗生长和枯萎病病原菌的化感作用,筛选出促进西瓜生长和抑制西瓜枯萎病菌的小麦品种；采用qRT-PCR技术研究伴生小麦对西瓜根系expansin基因表达的影响;利用琼脂培养技术,研究小麦根系分泌物对西瓜根系形态的影响；运用PCR-DGGE、qPCR、Miseq测序技术,研究伴生小麦对西瓜根区微生物群落影响；利用qRT-PCR等技术,研究抗病相关基因表达、次生代谢物质和病程相关蛋白的影响；揭示伴生小麦促进西瓜生长及提高西瓜枯萎病抗性的机理,为小麦与西瓜伴生栽培模式的应用及其相关研究提供理论依据和技术支撑。本研究的主要结论如下：1.采用水培法收集不同小麦品种根系分泌物,高浓度小麦根系分泌物对西瓜幼苗生长有抑制作用,低浓度小麦根系分泌物对西瓜幼苗生长有促进作用,60%供试小麦品种5mL·株-1根系分泌物处理对西瓜幼苗的生长有促进作用,D125小麦根系分泌物对西瓜幼苗生长有显著的促进作用。D123小麦根系分泌物对西瓜尖孢镰刀菌菌丝生长有显著的抑制作用,浓度为5mL·株-1时抑制作用最大。2.小麦伴生显著提高了西瓜根长、根表面积、根体积、根尖数、根系平均直径、根干重,小麦伴生体系中0.5-1.0mm、1.0-1.5mm、1.5-2.0mm范围内西瓜根系直径显著多于西瓜单作。两个小麦品种根系分泌物提高了西瓜根长、根表面积、根体积、根尖数、根干重,提高了西瓜根系直径在0-0.5mm范围内的比例降低了根系直径在0.5-1.0mm.1.0-1.5mm、1.5-2.0mm、2.0-2.5mm范围内的比例。加入根系分泌物抑制剂,两种小麦根系分泌物对西瓜幼苗根系长度、表面积、根系体积、根系平均直径和根干重无显著影响,对根系直径在0-0.5mm、0.5-1.0mm、1.0-1.5mm、1.5-2.0mm、2.5-3.0mm、3.0-3.5mm、3.5-4.0mm范围内的比例无显著影响,降低了根系直径在2.0-2.5mm范围内的比例。3.连作土栽培小麦伴生8、9、10、11d对西瓜根系expansin基因表达无影响,小麦根系分泌物使西瓜根系和胚根expansin基因表达上调。4.伴生小麦提高了西瓜根区土壤多酚氧化酶和蔗糖酶的活性,增加了西瓜根区细菌和微生物总数,D123小麦伴生增加了放线菌和真菌数量,增加了西瓜根区土壤微生物生物量氮、磷的含量,降低了土壤微生物生物量碳氮比,D125增加了西瓜根区土壤微生物生物量碳。西瓜根区真菌与脲酶、多酚氧化酶呈显著或极显著正相关,细菌与多酚氧化酶、过氧化氢酶呈显著或极显著正相关,微生物总数及放线菌与脲酶、多酚氧化酶、蔗糖酶均呈显著正相关。5.伴生小麦影响了西瓜根区细菌和真菌群落结构,伴生小麦处理提高了Alphaproteobacteria(a-变形菌纲)、Gemmatimonadetes(芽单孢菌纲)和Anaerolineae(厌氧绳菌纲)的丰度,两种小麦伴生提高了西瓜根区土壤Aeromicrobium(放线菌属)、D125小麦伴生提高了西瓜根区土壤Pseudomonas(假单胞菌属)、D123小麦伴生提高了西瓜根区鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)的丰度,伴生小麦降低了西瓜根区西瓜尖孢镰刀菌数量,D123小麦伴生和D125小麦伴生对西瓜根区细菌和真菌菌群影响有相同之处也有不同之处。6伴生小麦提高了西瓜根系PPO.PAL.几丁质外切酶和β-1,3-葡聚糖酶活性、降低根系内MDA含量,提高根系总酚、类黄酮和木质素含量。7.西瓜根系接种枯萎病后,小麦伴生体系和西瓜单作的西瓜植株均启动了JA和莽草酸-苯丙素-木质素合成途径上关键酶基因的表达,伴生小麦处理启动基因(PL、PAL、CCR、AOS、SK、DAHPS、4CL、ADC、CCOMT)的表达早于西瓜单作且表达量显著上调, D123和D125小麦伴生处理西瓜根系接菌后对JA和莽草酸-苯丙素-木质素合成途径相关基因表达启动的时间和表达量不完全一致。综上,D123和D125小麦根系分泌物促进了西瓜根系expansin基因的表达,对西瓜根系的生长发育具有促进作用,加入根系分泌物抑制剂后,小麦根系分泌物对西瓜根系的促进作用消失,说明小麦根系分泌物是小麦伴生具有促生作用的原因之一;伴生小麦处理增加了西瓜根区细菌、放线菌、真菌数量和微生物总数,提高了细菌和放线菌的比例,降低了真菌的比例和致病菌的数量,影响了西瓜根区微生物群落,D123和D125小麦伴生引起西瓜根区一些菌属升高或降低；伴生小麦提高了两瓜根系PPO、PAL。几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性、降低根系内MDA含量,提高根系总酚、类黄酮和木质素含量,启动JA和莽草酸-苯丙素-木质素合成途径上相关基因表达时间早于西瓜单作且表达量显著上调。