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黄瓜枯萎病呈现逐年加重趋势,生产上急需绿色、高效和安全的防控技术。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)能够促进植物生长、抑制大多数土传病原物和提高植株抗病性;与AMF处于相近生态位的植物根围促生细菌(plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)同样具有促生抗病作用,而且一些AMF与PGPR之间能互相促进、功能互补、协同发挥生理生态效应。AMF+PGPR促进植物生长、提高植物抗病性的效应和机制的研究较少。本研究旨在确定AMF和PGPR互作关系的基础上,评价不同组合AMF+PGPR对黄瓜(Cucumis sativus)促生抗病的效应;初步探索AMF+PGPR防控黄瓜枯萎病的作用机制,为防治黄瓜枯萎病提供依据和技术支持,为研发蔬菜土传病害绿色防控技术奠定基础。 本研究主要获得以下试验结果: 1、自黄瓜根围分离的30株PGPR。通过平板对峙试验,筛选获得了拮抗尖孢镰刀菌黄瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.cucumerinum,Foc)作用的5株PGPR PR2-1、PS1-3、PS1-5、PS2-6和PS3-2。根据16SrDNA基因序列分析和生理生化特性分析,鉴定该5株分别为Burkholderia cepacia、Bacillus subtilis、Bacillus velezensis、Pseudomonas fluorescens和Bacillus velezensis。体外试验观测到Foc菌丝生长受到抑制,发生畸形、溶解、色素积累和内含物凝聚等,并且色素沉积量大颜色深的菌丝易断裂。这是国内外首次发现的PGPR抑菌作用的新机制以及PR2-1具有针对病原真菌和细菌的双抗作用。 2、于温室盆栽条件下将AMF Funneliformis mosseae(Fm)、Glomus intraradices(Gi)和Glomus versiforme(Gv)与PGPR菌株(PR2-1、PS1-3、PS1-5、PS2-6和PS3-2)不同组合处理黄瓜(Cucumis sativus,品种:香翠16号),常规方法测定各处理黄瓜植株生长量、枯萎病防治效果和黄瓜产量。供试AMF+PGPR各组合处理能不同程度的增加黄瓜根系AMF侵染率和根围细菌的定殖数量、促进黄瓜生长发育和降低枯萎病危害程度。综合评价筛选获得高效促生抗病组合为Fm+PS3-2和Gv+PS2-6。这两个处理可使黄瓜枯萎病病情指数分别下降50%和58%,防效达到55%和64%,具有一定的田间应用潜力。 3、对“香翠16”黄瓜接种Foc、Fm+Foc、Gv+Foc、PS2-6+Foc、PS3-2+Foc、Fm+PS3-2+ Foc、Gv+PS2-6+Foc和不接种对照。结果表明,镜检观测到靠近AMF菌丝的Foc菌丝纤细,生长不良;AMF菌丝能缠绕Foc菌丝,并阻挡其侵入根系。AMF侵染率与其防效均呈正相关(P<0.05)。Fm+PS3-2+Foc和Gv+PS2-6+Foc根系活力为单接种Foc处理的4.6倍。相较于CK和Foc,Fm+PS3-2+Foc和Gv+PS2-6+Foc处理的黄瓜叶片吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3)、玉米素核苷(ZR)、茉莉酸(JA)都显著上升,脱落酸(ABA)显著降低。Fm+PS3-2+Foc和Gv+PS2-6+Foc处理显著提高了黄瓜叶内防御酶活性和PAL基因表达量。结论认为AMF+PGPR组合是通过竞争拮抗作用、合成植物激素、促进抗病信号物质产生、上调防御基因表达、提高防御酶活性和降低植株体内有毒物质等机制抑制病原物和诱导植物抗病性。