天麻(Gastrodia elata Blume)为兰科多年生的草本植物,在我国天麻主产于陕南、四川、云贵高原、西藏等地区。近年来,天麻人工栽培技术日渐成熟,天麻由野生变为家种,但由于生态环境的改变,天麻常发生病害,而微生物组在病原菌侵染植物过程中具有重要功能,对植物内微生物种群的分析可揭示其在植物病害发生中的作用,迄今为止还未见天麻病害与其内部微生物组关系的研究。因此,研究天麻内微生物群落结构对预防天麻病害,实现天麻绿色栽培是十分必要的。本研究以陕西省镇巴县白河村的红杆天麻及其根际土壤为研究对象,采用传统培养法和高通量测序两种方法分析健株天麻和病株天麻内微生物群落结构的差异,筛选出病原微生物,并对其进行防治实验;通过高通量测序技术测定不同时期天麻根际土壤微生物群落的动态变化,了解天麻腐烂病的发病规律,为天麻病原菌的防治提供一定的科学依据。试验结果如下:1.结合传统培养法和高通量测序技术两种方法分析病株天麻和健株天麻中的内真菌群落结构的变化,结果表明,培养法分离的天麻真菌共涵盖3门14属,健株与病株天麻内真菌群落的结构与组成存在显著差异,病株天麻的真菌群落多样性高于健株天麻。通过高通量测序技术共获得1107个OTUs,涵盖了14门,39纲,49属。在门水平上,两组天麻的真菌主要类群基本一致,但不同组内各类群相对丰度存在明显差异;在属水平上,健株与病株天麻真菌群落组成及相对丰度差别很大,其中土赤壳属(Ilyonectria sp.)、镰刀菌属(Fusarium sp.)等菌属可能是引起天麻病害的致病菌群。2.利用传统培养法与高通量测序技术研究病株天麻和健株天麻中的内细菌的多样性、结构和组成。培养法分析结果表明,在门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)分别为为健株天麻和病株天麻的优势菌门;在属水平上,健株天麻的优势菌属为假单胞菌属(Pseudomonas sp.),病株天麻的优势菌属为莱略特菌属(Lelliottia sp.)和克雷伯氏菌属(Klebsiella sp.);通过高通量测序技术共获得6612个OTUs,涵盖了26门,65纲,511属;在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)为两组天麻的优势菌门;在属水平上,两组样品细菌群落多样性存在显著差异,其中,黄杆菌属(Flavobacterium sp.)、拉恩菌属(Rahnella sp.)、链丝霉菌属(Streptomyces sp.)等五个属可能是引起天麻发病的关键菌群。结果表明,两种方法均发现健株与病株天麻内细菌群落的结构与组成存在显著差异,病株天麻的细菌群落多样性高于健株天麻。3.为明确天麻腐烂病病因,筛选合适的防治药剂。本实验通过柯赫氏法则确定了天麻病原微生物,并对其进行鉴定,同时测定病原菌对7种杀菌剂的敏感性。结果表明,通过对天麻进行有伤接种发现共有15株真菌和9株细菌具有致病性,其中分别回接ZB2、ZB6和ZB35这3株病原真菌以及ZB117和ZB166这2株病原细菌时天麻会发生较强且具代表性的病害。经鉴定,致病真菌属于枝孢属、镰刀菌属和链格孢属,致病细菌属于考克氏菌属和莱略特菌属。室内毒力测定结果显示,80%乙蒜素对天麻病原真菌具有较强的抑制作用,其对病菌ZB2、ZB6、ZB35的半数效应浓度分别为22.044μg/m L、2.199μg/m L、13.059μg/m L;多菌灵对天麻病原细菌具有较强的抑制作用,其对ZB117、ZB166的半数效应浓度分别为0.66μg/m L、1.992μg/m L。结果表明,天麻发生病害是由病原真菌和病原细菌复合侵染而导致的,但通过喷洒适量的杀菌剂可抑制天麻病原菌的生长,这将为控制天麻病害和提出针对性的防腐手段提供借鉴和思路。4.通过高通量测序技术对不同时间段天麻组织及其根际土壤内的微生物进行了聚类分析,研究天麻腐烂病的发病规律。将天麻组织及其根际土壤中的微生物比较分析发现,天麻根际土壤中微生物基本囊括天麻组织中全部的微生物,天麻大部分病原菌来自于其根际土壤,因此,天麻腐烂病属于土传病害。而随时间的增长天麻组织中的大部分致病真菌丰度值先上升后下降,9月份多数致病真菌属丰度最高;天麻组织中大部分致病细菌丰度值先下降再上升,8月份时多数致病细菌属丰度最高。结果表明,天麻组织内的微生物群落结构是随着天麻根际土壤的微生物群落结构变化而变化的,可在8月份和9月份时应喷洒适当的杀菌剂对致病菌进行抑制,从而提高天麻产量。