有机肥对香蕉枯萎病及土壤主要理化性质和微生物群落的影响

2021-11-12 10:23朱志炎梁雪雁林凤玲马嘉荣田志宏李建雄
福建农业学报 2021年7期
关键词:高通量测序枯萎病有机肥

朱志炎 梁雪雁 林凤玲 马嘉荣 田志宏 李建雄

摘要:【目的】研究香蕉園施用有机肥防治香蕉枯萎病对土壤理化性质及其根际土壤微生物群落的影响。【方法】香蕉幼苗移栽至病区大田土壤中,处理组植株施用有机肥,并将未施用有机肥的植株设置为对照组。移栽后6个月统计处理组与对照组植株香蕉枯萎病发病率;采集土壤样本,测定根际土壤的土壤肥力;提取根际土壤DNA,采用高通量测序技术,结合生物信息学分析,解析施用有机肥后香蕉根际土壤细菌和真菌群落结构组成及多样性的变化。【结果】施用有机肥提高了土壤pH值(14.85%)、全氮(25%)和全磷(19.04%)的含量,降低土壤全铁含量(2.62%),香蕉枯萎病发病率下降了75%。和对照相比,子囊菌门(Ascomycota)与壶菌门(Chytridiomycota)的相对丰度分别提高了43.84%和90.64%,变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度则降低了18.4g%。施用有机肥料提高了青霉菌属(Penicillium)、Gibellulopsis和篮状菌属(Talaromyces)等的相对丰度,比例分别为对照组的2 93倍、2 12倍和11.93倍。施用有机肥料后,香蕉根际土壤真菌群落Chaol指数、ACE指数与香农(Shannon)指数得到提升,分别提升了39.81%、38.43%和86.85%。【结论】施用有机肥料改善了土壤理化性质,改变了根际土壤微生物群落结构和多样性,降低了香蕉枯萎病发病率。

关键词:枯萎病;香蕉;高通量测序;细菌群落;真菌群落;有机肥

中图分类号:S 432.1

文献标志码:A

文章编号:1008-0384(2021) 07-0806-11

Effects of Bio-organic Fertilizer on Physicochemical Properties and Microflora of

Banana Field Infected by Fusarium Wilt Disease

ZHU Zhiyan l.2,LIAN Xueyan 2, LIN Fengling 2, MA Jiarong 2, TIAN Zhihong 1, LI Jianxiong 2*

(1.School of Life Sciences, Yangtze University Jingzhou. Hubei 434025, China;2. South China Botanical Garden.

Chinese Academy of Sciences. Guanzhou, Guandong 510650, China)

Abstract: 【Objective】 Effects of a bio-organic fertilizer on physicochemical properties and microbial community inthizosphere soil of a banana field infected by Fusarium wilt disease were studied. 【Methods】 In a Fusarium wilt infectedbanana field. an random block design experiment on the application of a bio-organic fertilizer. Biofert. was conducted. Sixmonths after banana seedlings were transplanted to the field, thizosphere soil samples from lots with and without Biofertapplication were collected to determine the nutrient contents by chemical analysis and the microbial composition and diversityby high-throughput sequencing and bioinformatics analysis. 【Results】Compared to control, the application of Biofertincreased pH by 14.85%. the total N by 25%. and total P by 19.04%, but decreased the total Fe by 2.62% in the soil. whilelowered the incidence of Fusarium wilt on the plants by 75%. In the thizosphere soil. the Biofert-treated lots showed therelative abundance of. other than an 18.4g% decrease on Proteobacteria. increases by 43.84% on Ascomvcota. 90.64% onChvtridiomvcota. 293% on Penicillium. 212% on Gibellulopsis, and 1 193% on Talaromvces. 39.81% on fungal Chaol index,38.43% on ACE. and 86.85% on Shannon index. 【Conclusion】 Biofert application not only improved the soil quality butalso significanty altered the structure and diversity of the microbial commuunity in thizosphere soil and contributed to thereduced incidence of banana wilt disease

Key words: Fussarium wilt; Banana; high-throughput sequencing; bacterial community; fungal community; organic fertilizerBiofert

0 引言

【研究意义】香蕉枯萎病(Banana FusariumWilt)是一种危害香蕉生长的土传病害,严重限制了香蕉产量的提升[1.2]。香蕉枯萎病致病菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporumf sp.Cubense)分为4个生理小种,其中以4号生理小种(Fusarium oxysporum f.sp.Cubense Tropical Race 4)危害范围最广,毒性最强。致病菌存在于土壤中,可以伴随着香蕉幼苗的移栽而跨区域传播[3]。通常致病菌通过侵染香蕉根系,在香蕉根部增殖,最终在香蕉原球茎聚集,导致原球茎中部变褐。原球茎的损伤限制了营养从根部流入叶片,造成香蕉叶片枯萎、黄化。病情严重的香蕉整株倒伏,直至绝产[4]。目前尚无控制香蕉枯萎病病害发生的有效措施,因此,探讨该病的有效防控途径迫在眉睫。【前人研究进展】香蕉枯萎病的防治措施主要包括选育抗性品种、化学防治、轮作、生物防治等方法[5]。生物防治作为研究综合防治香蕉枯萎病的措施之一,具有兼防兼治、无污染、利于环境保护和人畜安全的优点,且符合发展有机农业的要求,备受人们重视[6]。Li[2]、ZHU等[7]研究发现链霉菌H4的代谢物可以抑制镰刀菌孢子的萌发,促进细胞膜的降解,导致细胞内物质的外泄,在盆栽试验中,具有一定防治香蕉枯萎病的效果。Cheng等[8]利用植物內生真菌印度梨形孢定殖于香蕉根部,提高香蕉体内抗氧化酶活性,抵御香蕉枯萎病病原菌TR4的侵染。生物防治在植物病虫害防治研究方面起到积极作用,含有生防菌的有机肥料更是引起越来越多的关注。施用含有生防菌的有机肥具有改善土壤结构、促进植物生长等优点[9]。研究发现有机肥料还有修复土壤的作用,能够使遭到破坏的细菌群落得到恢复[10]。含有解淀粉芽孢杆菌NJN-6的香蕉专用生物有机肥的施用能够降低香蕉枯萎病发病率,促进香蕉植株生长,增加香蕉产量,减少土壤尖孢镰刀菌和真菌数量,增加细菌尤其是芽孢杆菌数量,并能提高土壤pH值、酶活力和硝态氮含量[11]。Tao等[12]研究表明添加了芽孢杆菌的有机肥料不仅可以改变土壤的理化性质,而且能够促进土壤中假单孢菌的功能增强。作物轮作中施用有机肥料也能在一定程度上防控枯萎病的发生,如在辣椒和香蕉轮作过程中,轮作辣椒配施生物有机肥降低了香蕉枯萎病的发病率[13]。随着在香蕉生产上施用化肥造成的土壤问题日益突出,通过降低化肥的施用量,增施有机肥料使土壤肥力及微生物菌群得到改善,成为生产上病区大田防治香蕉枯萎病的一种值得研究的手段。【本文研究切入点】有机肥在病区大田土壤中防治香蕉枯萎病研究报道不多,大多数研究主要集中在抑制致病菌生长以及温室盆栽苗的研究上,直接应用于大田香蕉枯萎病防治的探索报道较少。有机肥在大田中是否可以降低香蕉枯萎病发病情况及施用有机肥料后对病区土壤中微生物群落多样性的影响有待进一步研究。【拟解决的关键问题】本研究对采白广东省惠州市龙门县病区大田未施用有机肥的植株与施用有机肥的植株的发病率进行统计,对土壤理化性质进行分析,并基于高通量测序技术对根际土壤中真菌与细菌群落结构进行分析,以期揭示施用有机肥后根际土壤中真菌与细菌的变化情况,探寻香蕉枯萎病发生与根际土壤微生物群落变化的微生态机制,从而为指导香蕉枯萎病的防控提供基础信息支持。

1材料与方法

1.1试验材料

巴西蕉(Musa acuminateL AAA group)[14.15]由中国科学院华南植物园兰花组培研究组提供,有机肥(黄腐酸钾、氨基酸、腐殖酸、烟粉、发酵玉米芯、EDTA-B、EDTA-Zn、EDTA-Ca、神农共生菌与EM菌)由湖北龙旗生物科技有限公司提供。

1.2主要试剂和仪器

土壤基因组提取试剂盒(E.Z.N.A.?Soil DNAKit),MP Bio medicals公司;测序建库试剂盒(NEBNext?UltraTM DNA Library Prep Kit for Illumina@),Illumina公司。DNA定量仪和MiSeq测序仪,Illumina公司;NanoDrop 2000紫外可见分光光度计、高速冷冻离心机、小型台式离心机与PCR仪,赛默飞世尔科技公司。

1.3试验设计与样品采集

巴西蕉幼苗(感病品种)[16]生长至4叶幼苗,将长势一致的幼苗移栽至病区大田,60株幼苗随机分成处理组和对照组。处理组( BIO)植株用500 g有机肥在根附近采用穴施;对照组( CK)不做任何处理。巴西蕉生长6个月后,进行样品采集,随机挑取6株,铲除表层土壤后,将整株连根拔起,去除附着于根部的大块土壤,抖落并收集须根2 mm范围的土壤,进行混合。处理组3次重复,样品分别为BIOI、BI02与BI03;对照组3次重复样品分别为CK1、CK2与CK3。样品采集后放入低温保藏箱,迅速保存80℃冰箱备用。

1.4土壤部分理化性质分析及病区土壤病原菌的分离

土壤全氮含量测定采用凯氏定氮法,有所修改;土壤中全磷含量测定采用酸溶法;土壤pH采用电位法;全铁采用氢氟酸一高氯酸一硝酸消煮法;土壤含水量参考烘干法[17]。香蕉枯萎病菌(Fusariumoxysporum f.sp.Cubense Tropical Race 4)TR4的分离采用梯度稀释法,分离培养基参考Diane等[18]。香蕉枯萎病病原菌TR4初步鉴定采用的引物序列为(TR4特异性扩增片段大小为463 bp):TR4-F(5'_CACGTTTAAGGTGCCATGAGAG-3 '). TR4-R(5'-GCCAGGACTGCCTCGTGA-3,)[19]。

1.5 ITS与16S文库构建及高通量测序

提取样品总DNA后,根据保守区设计得到引物,在引物末端加上测序接头,进行PCR扩增并对其产物进行纯化、定量和均一化形成测序文库,建好的文库先进行文库质检,质检合格的文库用IlluminaHiSeq 2500进行测序。

(1) PE reads拼接:使用FLASH vl.2.7软件[20],通过overlap对每个样品的reads进行拼接,得到的拼接序列即原始Tags数据(RawTags);

( 2) Tags过滤:使用Trimmomatic v0.33软件[21],对拼接得到的Raw Tags进行过滤,得到高质量的Tags数据(Clean Tags);

(3)去除嵌合体:使用UCHIME v4.2软件,鉴定并去除嵌合体序列,得到最终有效数据( EffectiveTags)。

1.6生物信息学分析

对97%相似度序列使用UPARSE软件[22]进行操作分类单元( operational taxonomic units,OTU)聚类。对每条序列进行物种分类注释。聚类后的OTU用于稀释曲线的构建、Alpha多样性分析(ACE指数、Chaol指数、Shannon指数、Simpson指数以及Coverage指数)、Beta多样性分析、物种组成及差异分析等。使用Mothur软件,对各个样品的Alpha多样性指数进行评估。使用QIIME软件进行Beta多样性(Betadiversity)分析。基于Beta多样性分析得到的距离矩阵,使用R语言工具绘制的PCoA圖。采用LefSe( Line Discriminant Analysis( LDA) Effect Size)在不同组间寻找具有统计学差异的Biomarker。根据各个物种在各个样品中的丰度以及变化情况,进行Sparcc相关分析并筛选相关性大于0.1且P值小于0.05的数据构建相关性网络。使用PICRUSt2软件采用将待预测的特征序列与软件中已有的系统发育树中进行物种注释,使用IMG微生物基因组数据进行功能信息的输出进而推测样本中的功能基因组成,从而分析不同样本或分组之间在功能上的差异。上述分析均在百迈客生物云网站平台( https://developer-platform.biocloud.net/)完成。

1.7数据统计与处理

土壤理化性质数据采用Excel和SPSS软件进行数据整理与图表制作,用单因素方差分析( ANOVA)进行差异显著性分析,显著性水平设定为P<0.05。采用Usearch软件进行操作分类单元(OTU)聚类分析。对于97%相似水平下的OTU进行生物信息统计分析。基于OTU聚类分析以及各个水平分类下的物种对比结果,利用QIIME2软件对OTU进行多样性分析。基于分类学信息,在各个分类水平上进行群落结构的统计分析并统计各样品组成。细菌16S rRNA基因V3~V4区采用SILVA细菌数据库,使用朴素贝叶斯分类器对特征序列进行分类学注释;真菌ITSI区以UNITE为参考数据库使用朴素贝叶斯分类器对特征序列进行分类学注释。

2结果与分析

2.1有机肥对田间香蕉枯萎病发病率的影响

在大田试验中,挑选一块香蕉种植常年发病区域,进行巴西蕉病区种植试验。通过施用有机肥可以有效降低香蕉枯萎病发病率(图1)。施用有机肥后,有效降低香蕉枯萎病发病率,使发病率维持在20%(表1),香蕉枯萎病发病率下降75%。对土壤致病菌进行分离,得到3株形态疑似致病菌尖孢镰刀菌菌株。通过TR4特异性引物扩增,1号分离株与2号分离株中扩增出大小为463 bp的片段,初步得出菌株1、2为当地香蕉枯萎病致病菌株TR4(图2)。

2.2有机肥对土壤部分理化性质分析

采集香蕉根际土壤,进行理化性质分析。发现施用有机肥植株土壤pH为5.8,未施用有机肥植株土壤pH为5.05,表明施用有机肥能使植株土壤pH值增加0.75个pH值,差异达到显著水平(P<0.05)。而各土壤样品在含水量方面均无显著差异,为23%--26%。未施用有机肥植株土壤含氮量为0.16%,施用有机肥后,土壤含氮量为0.20%。未施用有机肥的植株土壤含磷量为0.08%,施用有机肥后,土壤含磷量为0.10%。施用有机肥的植株土壤同未施用有机肥植株在含氮量与含磷量之间的差异达到显著水平(P<0.05)。施用有机肥的植株含铁量显著低于未施用有机肥的植株含铁量(表1)。

2.3香蕉植株根际土壤细菌与真菌扩增子测序与物种多样性分析

所有样品获得总共459741条16S rRNA基因序列与471 682条真菌ITS基因序列,平均每份土壤中真菌与细菌序列数分别为78613条与76623条。基于97%的序列一致性分析,这些序列分别得到1707个细菌OTU与577个真菌OTU。所有样品的真菌与细菌稀释曲线表明随着测序条数的增加,曲线趋于平缓,样品测序充分(图3)。

对细菌与真菌结构的丰富度(ACE和Chaol)和群落结构多样性(Shannon指数)进行了分析(表2),研究表明BIO处理后,相对于CK处理,真菌微生物群落的丰富度与多样性显著增加。然而,细菌群落结构的丰富度(ACE和Chaol)并未有显著性差异。

2.4香蕉植株根际土壤细菌与真菌的Beta多样性分析

基于Bray-Curtis算法的主坐标分析法(PCoA)可以揭示土壤微生物群落结构之间的差异(图4)。在土壤真菌群落方面,BIO处理同CK处理间表现出明显差异。在所有变量数据中,最主要的2种因素分别可以影响70.68%与72.82%的细菌与真菌群落结构。其中,最重要的因素( PCl)分别影响39.92%与41.02%的细菌与真菌群落结构。

2.5香蕉植株根际土壤细菌与真菌的物种丰度以及显著性差异分析

用土壤样品中丰度前10的真菌与细菌门类来分析土壤微生物群落种群组成的变化(图5)。变形菌门(Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿湾菌门(Chloroflexi)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是所有样品中丰度最高的6个细菌门类,占各样品所有测序序列80%以上。施用有机肥料后,在这些丰度较高的细菌门类中,蓝细菌门(Cyanobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度提升,而变形菌门(Pro teobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)与放线菌门(Actinobacteria)的豐度降低,绿湾菌门(Chloroflexi)差异不显著。在样品真菌门类中,子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)是所有样品中丰度最高的两种真菌门类,子囊菌门(Ascomycota)在施用有机肥后,丰度显著增加,而担子菌门(Basidiomycota)明显下降。其余8个真菌门类,施用有机肥后未表现出显著差异。

在微生物属水平差异方面,施用有机肥料后,比较丰度前20个属的差异,结果表明施用有机肥料的根际土壤微生物群落中Coleofasciculaceae与SC-I-84多于未施用有机肥料土壤。而土壤中Paraburkholderia和Elsterales丰度降低。在土壤微生物群落中真菌前20个属中,施用有机肥料后篮状菌属(Talaromyces)、Xenomyrothecium、Plectosphaerella、 壳多孢属(Stagonospora)和圆孢霉属( Staphylotrichurm)丰度提升显著,然而未有真菌属水平表现出显著降低。镰刀菌属作为所有样品中最主要的属,在BioFOC处理与FOC处理中分别占10.87%与8.26%,两者差异未达到显著水平。

用LEfSe分析进行组间真菌与细菌各分类水平的差异显著性分析(图6)。BIO根际土壤中,在芽单孢菌门(Gemmatimonadetes)菌门中表现出最大的丰度差异。而且BIO根际土壤中,例如溶杆菌属(Lvsobacter)、壤红杆菌属(Solirubrobacter)、黄色土源菌属(Flavisolibacter)和稻田土壤菌属(Oryzihumus)等菌属的丰度也提升了。在真菌方面,BIO根际土壤中子囊菌属(Ascomiycota)、Gibellulopsis、篮状菌属(Talaromyces)与Condenascus变得更加丰富(图6-B)。

2.6香蕉植株根际土壤细菌与真菌的物种间相关分析

用Sparcc相关性进行BIO处理与CK处理根际土壤中微生物群落真菌与细菌之间的相关性分析(表3)。细菌微生物群落分析了50个属之间的相关性,结果表明BIO处理根际土壤微生物中,50个属之间的相互抑制关系占据主要状态;而在CK处理根际土壤微生物中,50个属之间的互相促进关系呈现主要趋势。土壤真菌微生物群落也进行了50个属之间相互关系的分析,发现BIO处理中,土壤真菌微生物属之间表现出更加紧密的联系,在BIO处理土壤中,木霉属(Trichodema)与镰刀菌属(Fusarium)呈现出负相关关系,而未有真菌属体现出与镰刀菌属(Fusarium)呈现正相关关系(表3)。在CK处理土壤中,葡萄穗霉属(Stachybotrvs)与镰刀菌属(Fusarium)呈现出正相关关系。而在BIO组土壤中未有真菌属与镰刀菌属(Fusarium)呈现出负相关关系。

2.7香蕉植株根际土壤细菌与真菌的物种丰度与香蕉枯萎病病情指数相关性分析

香蕉枯萎病是由于致病菌尖孢镰刀菌(Fusariumoxyspoum f.sp.Cubense)引起的。在属水平,表4展示了丰度前20的细菌和真菌属。在细菌属水平上,黄色杆菌属(Xanthobacteraceae)与香蕉枯萎病发病显示出负相关(P<0.05)。在真菌属水平上,镰刀菌属(Fusarium)同香蕉枯萎病发病表现出正相关(P<0.05),而青霉菌属(Penicillium)同香蕉枯萎病发病表现出负相关(P<0.05)。

2.8有机肥料对根际土壤微生物群落功能影响

通过KEGG代谢途径的差异分析,可以观测不同分组的样品之间微生物群落的功能基因在代谢途径上的差异和变化,是研究群落样本为适应环境变化发生的代谢功能改变的有效手段。分析得到的结果如图7。涉及能量代谢( Energy metabolism)、辅助因子与维生素代谢( Metabolism of cofactors andvitamins)、复制与修复(Replication and repair)、核苷酸代谢( Nucleotide metabolism)与免疫系统(Immunesystem)的通路,在有机肥(BIO)处理中都得到增强。3讨论与结论

香蕉枯萎病在全球呈现出不断蔓延的态势,严重影响了我国香蕉产业的健康发展。在植物病害防治方面,主要存在化学防治、物理防治与生物防治。由于化学防治涉及生态环境问题,目前研究主要集中采用生物防治手段[23]。Zuo等[24]研究发现韭菜浸出液可以抑制TR4生长,能够降低香蕉枯萎病病情。对病原菌具有有效防控的有机肥料,可以作为重要的生物防治剂[25]。因此,对有机肥的作用机制的研究可以有效地帮助我们更好地分析与改进有机肥在农业生产上的生物防治功能[26]。

本研究中,在大田试验下,有机肥料的应用显著提高香蕉根际土壤pH、增加土壤中全氮与全磷含量。这与前人研究有机肥料可以改善土壤结构与改良土壤理化性质相一致[27]。有机肥中的添加菌印度梨形孢(Piriformospora indica)具有多种多样功能,可以提高土壤中氮与磷的含量,促进植物生长[28]。施用有机肥后,提高香蕉根际土壤全氮与全磷含量,供给香蕉根部更多营养物质。有机肥料施用后,香蕉枯萎病发病率显著降低,土壤中全铁含量减少也达到显著水平。一些对病原菌具有抑制效果的细菌,能够分泌嗜铁素,通过结合土壤中的Fe,进而降低土壤中Fe含量,抑制病原菌生长,降低病害发生比率[29]。香蕉枯萎病病原菌尖孢镰刀菌产生镰刀菌酸加速其侵染香蕉根部,并造成香蕉球茎的腐烂[30]。pH4.0~5.5的偏酸性土壤适宜尖孢镰刀菌繁殖,而pH为中性或以上土壤均不利于该菌生长[31]。土壤pH为酸性的条件下有利于尖孢镰刀菌产生镰刀菌酸,镰刀菌酸的产生与菌丝生长呈现出正相关[32]。保持偏中性的土壤pH值,对香蕉枯萎病病原菌的繁殖与镰刀菌酸的代谢产生限制作用,从而预防香蕉枯萎病的发生值得进一步研究。本研究的有机肥料具有在香蕉枯萎病病区大田中稳定土壤pH值以及降低土壤中Fe含量的作用。研究结果与之前发表文章一致[33],表明本研究的有机肥料可以通过稳定香蕉根际土壤pH、减少全铁含量、增加土壤中全氮与全磷含量有效降低香蕉枯萎病的发病率。

微生物群落组成与结构的研究发现,施用有机肥后,显著提高土壤微生物群落中真菌的丰富度与多样性。微生物群落的丰富性与多样性的提高,可以促使微生物群落具有更加稳定的结构去应对逆境环境。在微生物群落相关性网络图中,施用有机肥后的真菌之间也具有更加紧密的联系[34]。在属水平,表4展示了丰度前20的属。涉及与香蕉枯萎病发病相关的细菌属中,黄色杆菌(Xanthobacteraceae)与香蕉枯萎病发病显示出负相关。在真菌属水平上,香蕉枯萎病是由于致病菌尖孢镰刀菌(Fusariumoxyspoum f sp.cubense)引起的,分析结果显示镰刀菌属(Fusarium)同香蕉枯萎病发病表现出正相关(P<0.05),而真菌结构中青霉菌属(Penicillium)同香蕉枯萎病发病表现出负相关(P<0.05)。施用有机肥料后,Penicillium的相对丰度提升。青霉菌属(Penicillium)中真菌可以分泌一种新型抗真菌蛋白,具有生物防治应用前景[35]。根际土壤微生物相关性分析结果表明,有机肥料处理后,真菌结构中体现出木霉菌属(Trichodema)与镰刀菌属(Fusarium)呈现出负相关关系,前人研究木霉菌属(Trichodema)对于多种病原菌具有良好的抑制作用[36]。综合来看,通过微生物结构的分析,为我们提供了进行下一步研究的方向,青霉菌属(Penicillium)与木霉菌属(Trichodema)能够可以成为今后生物防控香蕉枯萎病研究的候选菌属。

本研究表明,有机肥料可以改良香蕉根际土壤部分理化性质,施用有机肥料植株土壤能使其土壤pH值增加0.75,增加土壤全氮与全磷含量,降低全铁含量,有效降低香蕉枯萎病发病率,改善土壤微生物结构。通过以下改善微生物结构途径来降低香蕉枯萎病发病率:(1)增加土壤中真菌的丰富度与多样性;(2)提升土壤中对致病菌尖孢镰刀菌的抑制菌种丰度;(3)促进土壤中与香蕉枯萎病发病显著负相关的菌种生长。

参考文献:

[1] LIN Y H,LIN Y J,CHANG T D,et al Developinent of a TaqManProbe-Based Insulated Isothermal Polymerase Chain Reaction (iiPCR)Assav for Detection of Fusarium oxysporum f.sp cubense Race 4[J]PLoS One. 2016. 11(7):1-13

[2]11 x J,LI K,ZHOU D B,et al Biological control of banana wiltdisease caused bv Fusarium oxyspoum f.sp Cubense usingStreptomycessp H4[J].Biological Control, 2021. 155(lO):1-9

[3] LIN Y J,LIN H K,LIN Y H Construction of Raman spectroscopicfingerprints for the detection of Fusarium wilt of banana iiiTaiwan [J] PLoS One. 2020. 15(3):1-14

[4] WARMAN N M,AITKEN E A B The Movement of Fusoriumoxysporum f sp cubense (Sub-Tropical Race 4)in SusceptibleCultivars of Banana [J]. Frontiers in Plant Science. 2018.9: 17481757

[5] 李進,张立丹,刘芳,等碱性肥料对香蕉枯萎病发生及上壤微生物群落的影响[J]植物营养与肥料学报,2016. 22 (2):429436

LI J. ZHANG L D LIU F.et al Effects of alkaline fertilizer onoccurrence of banana wilt disease and soil microbial community[J]Journal of Plant Nutrition and Fertilizer. 2016. 22(2):429436.(in Chinese)

[6] 王荣,刘吉青,周海霞,等生物有机肥与保水剂对没施连作黄瓜生长和上壤肥力的影响[J]河南农业科学,2018. 47 (8):45-53

WANG R. LIU J Q,ZHOU H X,et al Effects of bio-organic fertilizerand water-retaining agent on cucumber growvth and soil fertility undercontmuous cropping in greenhouse[J].Journal of Henan AgriculturalSciences. 2018. 47(8)45-53( in Chinese)

[7] ZHU z Y,TIAN z H,LI J x A Streptomyces morookaensis strainpromotes plant growth and suppresses Fusarium wilt of banana [J]Tropical Plont Pathology. 2021, 46(2):175-185

[8] CHENG c z,LI D,QI Q,et al The root endophytic fungusSerendipita indica improves resistance of Banana to Fusoriumoxysporum f sp cubense tropical race 4 [J]. European Journal ofPlant Pathology, 2020, 156(1):87-100

[9] LUO G w,LI L, FRIMAN v P,et al Organic ainendments increasecrop yields by improving microbe-mediated soil functioning ofagroecosysteins:A meta-analysis[J] Soil Biology and Biochemistry.2018. 124:105-115

[IO] CHENG H Y,ZHANG D Q,HUANG B,et al.Organic fertilizerimproves soil fertility and restores the bactellal community after l,3一dichloropropene fumnigation[J].The Science of Total Environment,2020.738(6):1-42

[11]陶成圓.含解淀粉芽孢杆菌NIN一6的生物有机肥防控香蕉枯萎病研究[D]南京:南京农业大学,2016

TAo c Y Effect of the combination of bio-orrganic,fertilizer withBacillus amvloliauefaciens NJN一6 0n the coIltrol of baIlana Fisariumwlh dlsease[D] Nanjing:Nanjing A91lcultural Uhlversity,2016(inChlnese)

[12]TAo c Y,LI R,xIoNG w,et al Blo-organic femlizers stimulate1ndigenous soil Pseudomonas populanons to enllanc.plant diseas.suppresslon[J] Microbiome,2020,8(1):137

[13]剧虹伶辣椒一香蕉轮作联合生物有机肥减轻高发枯萎病蕉园连作障碍机制研究[D]海口:海南大学,2017

Ju H L ReSedrch on the mechanisms of mitigate coontinuous obStdcleof banana orchord with serious with disense bycombmed pepper—banana rotation togemer with application fo bio-organic fertilier[D]Halkou:Hainan Unlversity,2017(in Chinese)

[14]吉福桑,杨振,徐亚,等盐胁迫下巴西蕉叶片的转录组和蛋白质组关联分析[J]分子植物育种,2020,18(23):7671-7678

JI F S,YANG Z,XU Y,et al Associatlon analysls on transcriptomlcsand pmteomlcs ofMusa paradisiaca banaIla leafunder salt stless[J]Molecular Plant Breeding,2020,18(23) 7671 7678(inChinese)

[15]Guo L J,YANG L Y,LIANG c c,et al Dlfferentlal colonlzatlonPatterns of Bananas(Musa spp)by P11yslol091cal Race l and Race 4Isolates of Fussing arysparum f.sp cubense[J].Journal ofPhytopathology,2015,163(lO):807-817

[16]FAN H Y,LEI z x,DoNG H H,et al Immune lesponses ln BrazilianbaIlaIla determiIlmg the. pathogenlc difkrences between the。physlologlcal mces l and 4 of Fusarium axysporum f sp cubense[J]Journal of Plant Pathology,2019,10l(2)225-234

[17]刘光崧上壤理化分析与剖面描述[M].北京:中国标准出版社,1996:50-8l

[18]MosTERT D,MoLINA A B,DANIELLs J,et al The distributionand 110st range of the banana Fusarium wilt fungus,Fusariumoxysporum f.sp cubense,m Asla[J].PLoS One,2017,l2(7):l-lO

[19]DITA M A,wAALwIJK c,BuDDENHAGEN l w,et al Amolecular diagnostic for tropical race 4 0f the banana Fusarium wiltpathogen[J].Plant,Pathology,2010,59(2):348-357

[20]MAGOC T,sALzBERG s L FLAsH:fast length adjustment of shortreads t0 implove. genome assemblles[J] Bioinformatics,2011,27(21):2957-2963

[21]BoLGER A M,LoHsE M,usADEL B Trimmuomatlc:a fiexibletrinmer for Illumina sequence data[J] Bioinformatics(Oxford,England),2014,30(15):2114-2120

[22]EDGAR R c uPARsE:bighly accurate oTu s.quences flommicrobial amplicon reads[J].Nature Methods,2013,10(lO):996-998

[23]cHEN D, LrLJ x, LI c Y, et al Isolatlon of Bacillusamyloliquefaciens S20 and lt8 applicatioIl ln coIltrol of.ggplantbactenal wilt[J].Journal of Environmental Management,2014,137(1):l20-127

[24]zuo c w,LI c Y,LI B,et al The toxlc luechanlsln and bloactⅣecomponents of Chlnese leek root exudates acting against Fusariumoxysporum f sp cubense troplcal race 4[J].European Journal ofPlant Pathology,2015,l43(3):447-460

[25]cHowDHuRY s P,HARTMANN A,GAo x w,et al.Biocontrolmechanlsm by root—assoclated Bacillus amyloliquefaciens FZB42一arevlew[J].Frontiers in Microbiology 2015,6(7):780-790

[26]曹云soR 9微生物有机肥防治黄瓜上传枯萎病的效应与机制研究[D]南京:南京农业大学,2011

CAO Y.Control of Fusarium wilt dlsease of cucumber by applicatlonof blo-organlc feltlllzer aIld lts workmg mechanlsm[D] NanjingNanjing Agriculrural Unlverslty,20l l(in Chinese)

[27]KAI T,TAMAKI M Effect of organlc and chemlcal fernllzer8ppllcatlon on growth,yleld,aIld soll blochemlcal propemes ofLandrace Brassica napus L.leaf-and-stem vgetable and Landrace(norabona)[J] Journal of Agricultural Chemistry and Environment.2020.9(4):314-330

[28]袁听,覃金兰,何珊,等印度梨形孢对植物生长调节剂在水稻上过量使用的缓解作用[J].福建农业学报,2020,35(4):398-405

YUAN T,QIN J L.HE S,et al Mmgatmg ill—efkct of plant growthregulator ovemse on ric。plallts by Piriformospora indica [J].FujianJournal of Agricultural Sciences,2020,35(4):398 405(inChinese)

[29]Gu s H,wEI z,sHAo z Y,et al.competltlon for iron drlvesphytopathogen control by nanlral lhlzosphere mlcroblomes[J]Nature Microbiology,2020,5(8):1002-10lO

[30]LI c Y,zuo c w,DENG G M,et al contalnlnatlon ofbananas wlthbeauvellcm aIld fusaric acld produced by Fusarium Oxysporum F.SPcubense[J] PLos One,2013,8(7):l-ll

[31]彭雙,王一明,叶旭红,等上壤环境因素对致病性尖孢镰刀菌生长的影响[J]上壤,2014. 46 (5):845850

PENG S WANG Y M. YE X H et al Effects of Soil Habitat Factorson Growth of Fusarium oxysporum f sp. niveum and Fusariumoxysporum f sp cucumerinum [J]. Soils. 2014. 46 (5):845-850(in Chinese)

[32]马围斌,林德佩,王叶筠,等培养条件对西瓜枯萎病菌镰刀菌酸产生的影响[J]植物病理学报,1996. 26 (2):92-96

MA G B,LIN D P,WANG Y J,et al Effect of cultural conditions onproduction of fusaric acid of watermelon Fusorium wilt fungus [J]Acta Phytopathologica Sinica, 1996. 26(2):92-96( in Chinese)

[33]薛超香蕉根际上壤微生物区系特征与上传枯萎病防控研究[D]南京:南京农业大学,2015

XUE C Manipulation of microbial community in banana thizosphererto suppress Fusarium wilt of banana[D]. Nanjing: NanjingAgricultural University 2015 (in Chinese)

[34]柳凯,季倩茹,陈静,等施用Streptomyces alfalfae XY25T对根肿病上壤性质及微生物群落的影响[J]微生物学通报,2020.47 (1):97-108

LIU K,JI Q R,CHEN J,et al Effect of Streptomy'ces alfalfae XY25Ton soil properties and microflora iii clubroot-diseased soil [J]Microbiology China. 2020. 47(1):97-108 (in Chinese)

[35] CHEN z T,AO J Q,YANG w c,et al Purification andcharacterization of a novel antifungal protein secreted bv Penicilliumchrvsogenum from an Arctic sediment [J] Applied Microbiology andBiotechnology. 2013. 97( 24): 10381-10390

[36] NGUVO K J,GAO x Q Weapons hidden undemeath: Bio-controlagents and their potentials to activate plant induced svstemic resistancein controlling crop Fusarium diseases [J].Journal of Plant Diseasesand Protection. 2019. 126(3):177-190

(責任编辑:黄爱萍)

收稿日期:2020-11-19初稿;2021-03-16修改稿

作者简介:朱志炎(1989-),男,博士研究生,研究方向:植物病理(E-mail: 420905220@qq.com)

*通信作者:李建雄(1969-),男,博士,研究员,研究方向:植物病理(E-inail: jxli@scbgaccn)

基金项目:中国科学院STS区域重点项目(KFJ-STS-QYZX-044);广东省农业厅委托研究项日(Y434121002)

猜你喜欢
高通量测序枯萎病有机肥
辣椒枯萎病生防木霉菌T21的分离鉴定及其生物学特性研究
黄瓜穴盘苗期枯萎病抗性鉴定方法及枯萎病胁迫下的生理响应
4种农家有机肥对当归增产效果试验初报
覆盖防草布的蓝莓树施用有机肥技术
油页岩灰渣有机肥在白桦地的试验研究
川明参轮作对烟地土壤微生物群落结构的影响
多穗柯转录组分析及黄酮类化合物合成相关基因的挖掘
人参根际真菌群落多样性及组成的变化
LncRNAs作为miRNA的靶模拟物调节miRNA
不同西瓜品种枯萎病抗性鉴定方法比较