甜瓜枯萎病和自毒作用是甜瓜连作障碍产生的主要原因。由尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f. sp. melonis)引起的甜瓜枯萎病是甜瓜生产上危害最严重的病害之一。连作条件下,根系分泌物在土壤中不断积累,分泌物中的酚酸物质能够引发自毒作用,影响种子萌发、植株生长、土壤病原菌活性和土壤微生物种群结构。本研究在实验室前期工作基础上,对甜瓜根系分泌物进行分离鉴定,明确根系分泌物中主要自毒物质对甜瓜生长和枯萎菌的化感作用,探讨主要自毒物质在甜瓜根际微生态系统中的重要作用及其与枯萎菌在连作障碍中的互作关系,并对降解性木霉菌株的缓解机制进行初步研究,为克服甜瓜连作障碍中自毒物质和枯萎菌的致害作用提供理论依据。主要研究结果如下：1.甜瓜根分泌物的化感自毒作用及其对枯萎菌的促进作用采用种子萌发法和幼苗生长法对甜瓜根分泌物的化感效应进行生物测定,试验结果表明甜瓜根分泌物对种子萌发和幼苗生长表现为低浓度促进、高浓度抑制的化感效应。在1.0g.mL-1试验处理浓度下,甜瓜根分泌物对种子萌发表现出强烈的抑制作用,发芽率、发芽势和发芽指数下降；在2.0g.mL-1试验处理浓度下,甜瓜生长势降低、生物量减少,表现出明显的自毒作用。甜瓜根分泌物对枯萎菌具有化感促进作用,室内及田间试验表明：处理浓度为0.25g.mL-1时,甜瓜根分泌物对尖孢镰孢菌菌丝生长促进作用最显著；在0.04-0.32g.mL-1处理浓度下对尖孢镰孢菌孢子萌发表现出较强的促进作用；盆栽试验结果表明甜瓜根系分泌物导致枯萎病发病程度增加,病情指数明显增大；同一品种甜瓜连作3年,甜瓜枯萎病发病率逐年上升,土壤中镰孢菌数量明显增加。2.甜瓜根分泌物中酚酸物质的种类及其生物活性测定采用HPLC法对甜瓜根系分泌物进行分离鉴定,检测到甜瓜根系分泌物中含有没食子酸、邻苯二甲酸、丁香酸、水杨酸、阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸7种酚酸物质。通过外源添加法研究7种酚酸物质对尖孢镰孢菌的化感效应,结果表明酚酸物质对甜瓜种子萌发和幼苗生长具有低浓度促进、高浓度抑制的化感效应,阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸表现的抑制作用最明显；高处理浓度下酚酸物质对甜瓜生理活性(POD、SOD、CAT活性和MDA含量)具有明显的影响,处理浓度越高,对甜瓜生长抑制作用越明显。7种酚酸物质对枯萎菌的菌丝生长和孢子萌发具有一定的化感效应。丁香酸、阿魏酸在菌丝培养后期表现出较强的促进作用；阿魏酸、苯甲酸、肉桂酸在0.1、0.25mmol·L-1处理浓度下能够显著促进尖孢镰孢菌的孢子萌发。盆栽结果显示,肉桂酸、阿魏酸、苯甲酸与枯萎菌具有协同作用,在0.05、0.1和0.5mmo·L-1处理浓度下可显著提高甜瓜枯萎病的病情指数,处理浓度与病情指数呈正相关。3.阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸对土壤微生物种群多样性的影响采用甜瓜连作的模拟试验方法,在甜瓜植株根部土壤添加甜瓜根分泌物和阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸3种主要自毒物质。土壤样品细菌16S rDNA V3区PCR-DGGE试验结果表明,甜瓜根分泌物和3种自毒物质在土壤中的积累导致细菌种群多样性明显下降,电泳条带数量减少,亮度减弱,多样性指数明显降低,丰富度指数下降。真菌18S rDNA PCR-DGGE试验结果表明,甜瓜根分泌物和酚酸处理使土壤中某些种类的真菌大量富集,某些种类真菌数量减少或消失,肉桂酸和苯甲酸处理土壤真菌丰富度指数和多样性指数均高于对照处理。4.阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸对尖孢镰孢菌致病力的助长作用通过测定阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸对尖孢镰孢菌粗毒素及细胞壁降解酶活性的影响,明确了甜瓜主要自毒物质对尖孢镰孢菌毒素的产生及致病力具有明显的促进作用。苯甲酸在1.0mmol·L-1处理浓度下对尖孢镰孢菌的产毒促进作用最强,镰刀菌酸的含量明显高于对照；肉桂酸在0.5、1.0mmol·L-1处理浓度下对枯萎菌毒素致病力促进作用最强,培养72h后,萎蔫指数分别为55.56%和59.26%,明显高于对照；阿魏酸对蛋白酶、果胶酶活性具有明显促进作用；苯甲酸和肉桂酸对蛋白酶、纤维素酶活性和β-葡萄糖苷酶活性具有不同程度的促进作用,促进作用随处理浓度增长而加强。5.阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸对尖孢镰孢菌几丁质合成酶(FochsV)基因表达的影响采用SYBR Green I实时荧光定量PCR技术,明确了阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸诱导下甜瓜尖孢镰孢菌Fochs V基因表达时间和相对表达水平的差异。试验结果表明：肉桂酸对甜瓜尖孢镰孢菌Fochs V基因表达影响最大,其次为苯甲酸和阿魏酸。在阿魏酸诱导下,甜瓜枯萎菌在0-96h提高了Fochs V基因的表达量,在接种后72h表达量最大；在苯甲酸诱导下,甜瓜枯萎菌在48h、72h显著提高了Fochs V基因的表达量,在接种后48h表达量达到最高；在肉桂酸诱导下,在接种后0-96h甜瓜枯萎菌Fochs V基因的表达量明显提高,在接种后72h表达量最大。6.甜瓜主要自毒物质降解木霉菌株的缓解机制研究选取对甜瓜枯萎菌有拮抗作用的40个木霉菌株作为筛选对象,获得对阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸3个主要自毒物质具有较好降解作用的木霉菌株T8、T58和T120。将3个木霉菌株孢子悬浮液混合,建立降解体系,测定其对阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸的降解作用,结果表明木霉菌株(T8、T58和T120)对处理浓度为100、300μg·mL-1的阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸具有一定的降解能力,低浓度时降解率高,高浓度时降解率下降,对阿魏酸和苯甲酸的降解作用略高于肉桂酸。盆栽试验结果表明,在土壤中接入木霉菌株孢子悬浮液可以缓解阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸的化感自毒作用,甜瓜株高、根重等生物量以及根系苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性高于单独酚酸处理,提前在土壤中加入木霉菌缓解自毒作用的效果最佳。