懷地黃連作障礙的微生物學機制及益生菌劑的研發(fā).pdf

1、地黃是一種多年生草本植物，傳統(tǒng)中醫(yī)認為其塊根具有極高的藥用價值，但是，在它的生產(chǎn)過程中存在極其嚴重的連作問題:種植過地黃的同一土地8-10年內(nèi)再次種植地黃將導致質(zhì)量和產(chǎn)量急劇下降，這極大限制了地黃的生產(chǎn)。本研究采用高通量測序結(jié)合定量PCR技術探究了連作與非連作懷地黃病害發(fā)生時根際土壤微生物群落的改變;分離得到一些懷地黃致病菌，研究了一些植物益生菌對這些致病菌的抑制效果;本實驗室在前期的研究工作中開發(fā)出在實驗室條件下能促進懷地黃塊根膨大的

2、菌劑，在此基礎上，我們將對致病菌有抑制作用的植物益生菌復合到已有菌劑中對其加以改良，開展兩年大田試驗，分別測試已有菌劑和改良后菌劑解決懷地黃連作障礙的效果。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴連作與非連作條件下健康和病害懷地黃根際土壤微生物的高通量測序結(jié)果表明，無論是頭茬還是重茬，健康和病害懷地黃根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)存在明顯差異。Proteobacteria、Acidobacteria和Firmicutes是主要的細菌門，Ascomyc

3、ota是主導的真菌門。從屬的水平看， Sphingomonas和Streptomyces等有益細菌在頭茬和重茬病害懷地黃根際土壤中的含量均低于其在健康懷地黃根際土壤中的含量;Pseudomonas在頭茬和重茬病害懷地黃根際土壤中的含量均高于其在健康懷地黃根際土壤中的含量。真菌群落組成在各個樣品中差別較大。頭茬健康懷地黃根際土壤中真菌含量較高的屬為Monographella和Thielaviopsis兩者占據(jù)了頭茬健康懷地黃根際土壤真菌總

4、量的近50％;而在頭茬病害懷地黃根際土壤中Un--s-Hypocreales sp、Un--s-Nectriaceae sp、Myrothecium和Un--s-Ascomycota sp四個屬含量較多;在重茬健康懷地黃根際土壤真菌組成中，Un--s-Nectriaceae sp、Un--s-Sordariales sp、Un--s-Ascomycota sp、Myrothecium、 Phoma的含量最高;在重茬病害懷地黃根際土壤中U

5、n--s-Sordariales sp、Un--s-Ascomycota sp和Un--s-Microascaceae sp處于優(yōu)勢地位，尤其是Un--s-Sordariales sp，其含量幾乎達到了41％。綜合兩年的情況，Un--s-Ascomycota sp在病害懷地黃根際土壤中的含量高于其在健康懷地黃根際土壤中的含量;Monographella在病害懷地黃根際土壤中的含量低于其在健康懷地黃根際土壤中的含量。采用定量PCR技術分別

6、對健康和病害懷地黃根際土壤中細菌、真菌的總量及變化明顯的幾個種屬的微生物進行定量，探究病害發(fā)生時其豐度的具體變化。結(jié)果表明:病害懷地黃根際土壤中總細菌與總真菌的比值由7.63×109下降至8.70×106，Pseudomonas屬細菌、F.oxysporum在病害懷地黃根際土壤中的豐度顯著高于其在健康懷地黃根際土壤中的豐度;Sphingomona屬細菌在頭茬病害懷地黃根際土壤中豐度則低于其在健康懷地黃根際土壤中的豐度。⑵以病害懷地黃組織

7、為材料，分離懷地黃致病菌，共獲得三株霉菌，兩株細菌和一株酵母菌?；亟釉囼炞C明這些菌株均對懷地黃塊根均具有一定的致病性，其中Rhizopus stolonifer、Rhodotorula paludigena、Pseudomonas hibiscicola與已知的兩株致病菌Septoria digitalis Pass、Fusarium solani對懷地黃塊根均具有100％的致病性。以實驗室原有的混合植物益生菌對峙高致病性的致病菌，結(jié)果

8、表明，混合菌對Pseudomonashibiscicola沒有作用，對Rhizopus stolonifer、Enterobacter aerogenes有較弱的抑制作用，對Septoria digitalis Pass、 Fusarium solani、Rhodotorula paludigena均有明顯的抑制作用。⑶大田試驗結(jié)果表明:4種處理方式中處理3平均單株塊根重最大，達到188.194 g/株，處理1與處理2分別為84.349