0 引言
香蕉作為熱帶和亞熱帶水果在人 們的日常生活中扮演著重要角色。近年來,隨著香 蕉枯萎病的不斷加劇和蔓延,已給我國乃至全球香 蕉產業帶來了重創。香蕉 枯萎病是一種極具破壞性的土傳病害,其發病過程 為尖孢鐮刀菌侵染香蕉維管束,維管束腐爛壞死,香蕉枯萎死亡。香蕉枯萎病于1967 年首次出現在我國臺灣省,隨后從廣東蔓延至福建, 并迅速擴展到海南、廣西、云南等其他香蕉種植區 ,嚴重威脅我國香蕉 種植業的發展。目前應對香蕉枯萎病的主要措施有 化學防治、物理防治、培育抗病品種、生物防治及田 間綜合管理等,其中,生物防治措施憑借其對環境污 染小、安全程度高、能提高香蕉產量和品質等優點而 越來越受到研究者們的重視。
1 材料與方法
1. 1 試驗地概況
試驗地位于廣東省湛江市徐聞縣邁陳鎮那種 基地(東經110°10′ 17.90″,北緯20°19′ 39.90″),氣候 類型為熱帶季風氣候,年平均氣溫23.5 ℃,年平均降 水量1364 mm。試驗區為連續8年種植韭菜的平整 地塊,土壤類型為磚紅壤,土壤理化性質為有機質 14.4 g/kg、堿解氮62.3 mg/kg、有效磷(P2O5)38.0 mg/ kg、速效鉀(K2O)108.6 mg/kg、pH 5.6。
1. 2 試驗材料
供試香蕉品種:巴西蕉(Cavendish,cv. Brazilium AAA,香蕉枯萎病感病品種)組培苗。供試病原菌: 帶有標記綠色熒光蛋白的香蕉枯萎病菌4號生理小 種(簡寫GFP-FOC4),由廣東省農業科學院果樹研究 所李春雨博士饋贈,致病性與野生型菌株一致。供 試生防菌:解淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)XP1,由廣東省農業科學院農業資源與環境研 究所提供。XP1培養條件:利用PDA和LB混合培養 基在28 ℃的培養箱中連續培養5 d,抑菌圈直徑為 62.5 mm(孫杰,2018);PDA和LB混合培養基配方: 馬鈴薯200 g、葡萄糖(C6H12O6 ·H2O)20 g、胰蛋白胨 10 g、酵母提取物5 g、NaCl 10 g、蒸餾水1000 mL。 主要試劑:MOBIO PowerSoil® DNA Isolation Kit試劑盒(貨號12888-100)購自北京寶杰羅生物科 技有限公司(MOBIO);Premix Taq(E×Taq Version 2.0 Plus)(貨號RR902A)、DL15000 DNA Marker(貨 號 3582A)、100 bp DNA Ladder(貨 號 3422A)和 DL2000 DNA Marker(貨號3247A)購自寶日醫生物 技術(北京)有限公司(TaKaRa);Primer(訂購合成) 和 Quant-iTTM Broad-Range DNA Assay( 貨 號 Q32853)購自美國英杰生命技術有限公司(Invitrogen);瓊脂糖(貨號111860)購自廣州浩瑪生物科技有 限公司。主要儀器:PCR擴增儀(型號 ABI9600,美 國)和Daek reader(型號DR-46B)購自Clare Chemical Research;QubitTM Fluorometer(型 號 Qubit® 2.0 Fluorometer)購自Invitrogen公司;微型離心機(型號 Baygene BG-Qspin#8482)購自Baygene;渦旋混合器 (型號其林貝爾QL-901)購自其林貝爾儀器制造有限公司;凝 膠成像儀(型號Tanon 4100)購自上海天能科技有限 公司。
1. 3 試驗方法
1. 3. 1 試驗設計
試驗設3個處理,每處理3次重 復,隨機區組排列,共9個小區,小區面積223 m2 。其 中,CK:健康蕉園+每株0.5 L滅菌PDA培養基灌根+ 每株0.5 L滅菌LB培養基灌根;DI:健康蕉園+香蕉枯 萎病菌(菌液濃度1×109 個/mL,接種量0.5 L/株)+每 株0.5 L滅菌LB培養基;TR:健康蕉園+香蕉枯萎病 菌(菌液濃度1×109 個/mL,接種量0.5 L/株)+生防菌 (菌液濃度1×109 個/mL,接種量0.5 L/株)。 香蕉枯萎病菌采用灌根法在香蕉7~8片葉、株 高40~50 cm時接種。TR處理生防菌劑是在香蕉枯 萎病菌接種后24 h灌根。香蕉種植密度為60株/223 m2 ,起壟種植,株行距1.5 m×2.5 m。
1. 3. 2 根際土壤采集方法
土壤樣品于DI處理小 區95%香蕉植株出現發病癥狀時進行采集(約移栽后100 d)。參照Zhao等(2016)的根際土壤采集方 法,在每小區按發病重度、中度、輕度各采取4株完整 植株根際土壤。將采集的根際土壤混合均勻,分成 兩份,一份約2000 g室溫保存,用于土壤理化性質測 定;一份約500 g放入無菌密封袋裝入冰盒,帶回實 驗室-80 ℃保存,用于細菌群落多樣性分析。
1. 3. 3 理化性質測定方法
土壤pH采用pH計、全 磷采用鉬銻抗比色法、全氮采用半微量凱氏定氮法、 堿解氮采用堿解擴散法進行測定(鮑士旦,1999);土 壤速效磷和速效鉀分別采用碳酸氫鈉浸提鉬銻抗比 色法和乙酸銨浸提火焰光度法進行測定(張甘霖和 龔子同,2012);硝態氮和銨態氮采用流動注射分析 法進行測定。
2 結果與分析
2. 1 生防菌XP1對香蕉枯萎病的防治效果
由表1可知,CK處理香蕉植株無發病現象;DI處 理在接種香蕉枯萎病菌GFP-FOC4后蕉園的發病率 高達95.0%,病情指數為68.3;TR處理接種生防菌 XP1后蕉園的發病率為13.3%,與DI處理相比差異達極顯著水平(P<0.01,下同),病情指數降低至10.8, 防治效果顯著,達84.2%。TR處理香蕉枯萎病發病 率較DI處理降低81.7%(絕對值),說明生防菌對香蕉枯萎病菌具有較強的拮抗作用。
2. 2 Observed species指數分析結果
共測序獲得886890個序列,在97%的相似水平 下聚類后獲得61660個OTUs。測序結果顯示,3個樣品的所有優質序列經聚類注釋后歸屬于40個菌門。 從圖1可看出,當測序深度達80000個序列時,各處理 的Observed species指數曲線趨向平緩,上升速度減 緩,說明測序深度已基本覆蓋樣品中絕大部分物種; 在同等測序深度上,無發病現象的CK處理實際觀測 到的物種數最多,當測序深度達70000個序列時,接 種致病菌的DI處理實際觀察到的物種數低于CK處 理、高于TR處理,隨測序深度的加大,接種生防菌的 TR處理其實際觀測到的物種數略高于DI處理、低于 CK處理。
3 討論
近年來,由于連作、施肥不當和線蟲危害等導致的土傳病害越來越普遍,給農業生產帶來重大經 濟損失。研究發現,土傳病害的發生主要與土壤微 生物群落結構失衡、生態環境惡化等有關(van Bruggen and Semenov,2000)。生物防治是目前用于防 控香蕉枯萎病最受歡迎的一種綠色安全措施,其原 理是利用生防菌來抑制病原菌的繁殖和增長,從而 使土壤微生物生態系統維持均衡。
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