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香蕉(Musa spp.)属芭蕉科(Musaceae)、芭蕉属(Musa),是我国华南地区四大佳果之一,也是世界著名的热带、亚热带水果,在我国南方各省均有大面积种植。香蕉枯萎病是世界范围内香蕉产区的重要病害之一,严重威胁着香蕉产业的发展。目前,针对香蕉枯萎病还没有一种行之有效的田间防治方法,生态控制被认为是一种有应用潜力的方法。本研究采用PCR-DGGE、BIOLOG和平板计数三种方法,对多种类型的蕉园及健病株根围土壤微生物群落结构及其多样性进行了比较分析,以期为培养控制香蕉枯萎病的土壤微生物生态体系提供技术基础和理论依据。其主要研究结果如下:
采用PCR-DGGE方法对土壤微生物种群多样性进行了分析。结果表明,(1)珠海市试验田中多菌灵和枯草芽孢杆菌TR21处理都促使土壤微生物多样性提高,同时形成优势菌种,而且枯草芽孢杆菌处理比多菌灵的效果更加明显。这与田间的防治效果一致,防效好的土样其DGGE结果显示的微生物多样性也高,健康样品的微生物多样性和物种丰度均高于发病样品。对DGGE图谱中的部分差异条带进行回收测序,结果表明芽孢杆菌TR21处理的土样所包含的细菌类群比多菌灵处理的土样略为丰富。(2)韭菜轮作和香蕉连作地的DGGE分析结果显示,韭菜轮作地的细菌多样性更为丰富,并且以拟杆菌门、变形菌门、放线菌门、绿湾菌门和酸杆菌门为主要类群;而香蕉连作地虽然其细菌多样性有所减少但有明显的优势种群出现,并且以厚壁菌门、变形菌门、放线菌门和绿湾菌门为主要菌群。
采用BIOLOG方法对土壤的微生物功能多样性进行了分析。结果表明,无论从AWCD值,还是香农多样性指数(Shannon diversity)和香农均匀度指数(Shannon evenness)来看,都是健康植株的土壤样品的微生物多样性高于发病植株的土壤样品,这与DGGE的结果一致。通过主成分分析,健康植株的土壤样品都集中在横轴的正端区域,发病植株的土壤样品都集中在横轴的负端区域,呈现出一致的趋势,具有一定的共性。说明健康植株的土壤微生物群落结构与发病植株的土壤微生物群落结构存在显著的差异。
采用平板计数法对土壤可培养微生物数量进行分析。结果表明大部分健康植株土壤的微生物数量高于发病植株土壤的微生物数量,其中放线菌的数目变化更加体现这个特点,这与之前用DGGE和BIOLOG方法研究土壤的微生物群落多样性时得出的结论基本一致。