沼泽红假单胞菌PSB-06防治辣椒疫病的微生态学机理研究

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leo19820725
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辣椒疫病(pepper Phytophthora blight)是危害辣椒生长的重要土传病害,能够引起植株器官腐烂或整株死亡,导致辣椒严重减产甚至绝收。由于生产上缺乏持久抗性品种,目前其防治主要依赖综合防控,其中生态友好的生防菌剂或生物活性化合物是实现其绿色防治的重要途径。前期研究发现,在辣椒连作且疫病发生严重的田块,沼泽红假单胞菌PSB-06菌剂对辣椒疫病的防效达45.80%,但PSB-06菌剂防治病害的微生态调控机理尚不清楚。基于此,本研究以PSB-06菌剂防治辣椒疫病的微生态机理为研究目标,研究了PSB-06菌剂处理后种植辣椒的土壤理化性质变化特性、根际微生物群落结构的动态变化规律,解析PSB-06菌剂处理后田间辣椒不同生育期以及温室幼苗期对辣椒疫病的生态调控差异,明确PSB-06菌剂处理后辣椒根际细菌和真菌共发生网络模式,揭示PSB-06菌剂调控辣椒根际微生态过程及作用机理,为辣椒疫病生态防控提供新的解决方案。研究结果如下:1.与只接种辣椒疫霉菌对照相比,田间辣椒幼苗期、开花坐果期、结果期和温室幼苗期同时接种PSB-06菌剂和辣椒疫霉菌,其防治效果分别为65.99%、75.99%、71.65%和87.04%。表明不同种植模式下,PSB-06菌剂对辣椒疫病均具有较好的防治效果。2.与对照相比,田间根际土壤中与氮和磷转化相关的酶(蛋白酶、硝酸还原酶、磷酸酶、脲酶)活性随辣椒生育期先降后升,而过氧化氢酶活性则先升后降;温室辣椒幼苗期土壤中过氧化氢酶活性显著降低,而氮和有机质含量显著升高。田间和温室条件下,接种PSB-06菌剂对土壤总养分无显著影响,但特定生育期一定程度上增加了土壤养分转化相关酶活性和有效养分(碱解氮、速效磷和速效钾)含量。表明PSB-06菌剂改善了土壤养分供给状态,为提高植物抗病性创造了良好的土壤环境。3.与CK和只接种IPB相比,PSB-06菌剂接种后,田间辣椒根际细菌α多样性显著提高,但随着辣椒生长发育其影响逐渐降低;而温室根际细菌α多样性显著降低。田间和温室条件下,PSB-06菌剂对根际真菌α多样性影响都较细菌小。PSB-06菌剂显著改变了田间各个生育期根际土壤细菌和真菌的群落结构,而对温室根际微生物群落结构影响较小。同时,PSB-06菌剂处理后芽孢杆菌Bacillus和慢生根瘤菌Brachyrhizobium等有益细菌的相对丰度增加。表明PSB-06菌剂处理对辣椒各个生育期根际微生物群落组成及结构具有一定的调节作用。4.生态网络关系分析结果表明:田间幼苗期、结果期和温室幼苗期,细菌网络和真菌网络均以正相关关系为主。其中田间条件下,PSB-06菌剂显著增加幼苗期细菌和真菌网络的平均度,表明PSB-06菌剂促进了细菌和真菌的互作程度,抑制辣椒疫霉菌的爆发式增长,降低辣椒疫病的发生;辣椒生长中后期,根际细菌互作复杂度进一步增加,但是真菌互作程度变化不大。温室条件下,PSB-06菌剂显著影响真菌网络的平均度,对细菌网络无显著影响,表明真菌的相互作用影响病害的发生。田间和温室条件下,根际细菌和真菌的网络参数指标主要与土壤氮转化指标(全氮、蛋白酶、脲酶)密切相关,表明土壤养分参与土壤微生物互作的调控。5.综合田间三个时期和温室试验中辣椒疫病病情指数与土壤酶活性和理化性质、以及根际微生物群落相关性,发现众多的土壤因子中,土壤中的过氧化氢酶活性是影响辣椒根际细菌和真菌群落的关键驱动因子,辣椒疫病的发生主要与根际土壤过氧化氢酶活性密切相关。本研究为辣椒疫病的防控提供了新的生态防控靶点,这也是本研究最重要的发现。辣椒疫病发生与众多细菌和真菌种属存在正相关和负相关的关系,但是不同时期相关的微生物种群不一致,表明PSB-06菌剂微生态调控辣椒疫病的复杂性,其中与辣椒疫病显著相关的微生物种属将为今后辣椒疫病拮抗菌的分离和挖掘提供参考。
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