不同抗、感枯萎病香蕉種質(zhì)根際土壤的微生物數(shù)量

漆艷香 張欣 彭軍

摘要：采用平板稀釋計(jì)數(shù)法，對(duì)22份抗、感枯萎病香蕉種質(zhì)抽蕾期根際微生物數(shù)量進(jìn)行測(cè)定，以探討根際微生物與香蕉種質(zhì)抗性的相關(guān)性。結(jié)果表明，在相同外界環(huán)境條件下，抗性不同的香蕉種質(zhì)抽蕾期的根際細(xì)菌、放線菌、真菌、尖孢鐮刀菌古巴?；停‵oc）數(shù)量有一定差異，抗病種質(zhì)根際細(xì)菌、放線菌數(shù)量明顯高于感病種質(zhì)，而根際真菌、Foc數(shù)量明顯低于感病種質(zhì);根際可培養(yǎng)細(xì)菌、放線菌數(shù)量及微生物總量與香蕉種質(zhì)抗性呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），而真菌、Foc數(shù)量與香蕉種質(zhì)抗性呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01）。

關(guān)鍵詞：香蕉;枯萎病;抗性;土壤;微生物數(shù)量;真菌;細(xì)菌;放線菌

中圖分類號(hào)： S436.68+1;S154. 3 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2019）13-0110-04

由尖孢鐮刀菌古巴?；停‵usarium oxysporum f. sp. cubense，簡稱Foc）引起的香蕉枯萎病是香蕉生產(chǎn)上一種毀滅性土傳病害，給香蕉產(chǎn)業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重威脅香蕉產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。香蕉枯萎病是根部系統(tǒng)侵染病害，根際微生物的活動(dòng)必然會(huì)干擾病原菌的侵染，因此，研究香蕉不同抗性種質(zhì)根際土壤微生物數(shù)量，對(duì)闡明香蕉抗枯萎病機(jī)制及其綜合防治具有重要的意義。對(duì)棉花、黃瓜、大豆、番茄、西瓜、煙草、香蕉等作物根際微生物與病害的發(fā)生關(guān)系研究表明，不同植物種類的根際微生物群落存在差異，且與品種抗性有一定相關(guān)性[2-10]。香蕉抽蕾期是營養(yǎng)、生殖生長并存的時(shí)期，同時(shí)也是香蕉枯萎病的高發(fā)期。本研究通過比較抽蕾期不同抗、感枯萎病香蕉種質(zhì)根際微生物的數(shù)量差異，分析不同抗性香蕉種質(zhì)與根際微生物之間的關(guān)系，以期為香蕉抗枯萎病的抗性機(jī)制研究及其防治措施的制定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試種質(zhì)

供試22份香蕉種質(zhì)組培苗（表1），由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所（CATAS-EPPI）提供。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016年9月至2017年8月在海南省澄邁縣福山鎮(zhèn)香蕉試驗(yàn)基地進(jìn)行，前茬作物為巴西蕉，香蕉枯萎病發(fā)病率高達(dá)64%。供試地塊土壤為壤土，0～40 cm土層的基本理化性狀：pH值為5.3，有機(jī)質(zhì)含量為29.36 g/kg，堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別為55.77、43.29、326.96 mg/kg，細(xì)菌、放線菌、真菌、香蕉枯萎病病菌（Foc）數(shù)量分別為（3.01±0.35）×106、（4.22±0.27）×105、（7.53±0.24）×104、（3.4±0.12）×103 CFU/g（以干土計(jì)）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)面積為160 m2，香蕉定植株行距為2 m×2 m，重復(fù)3次，隨機(jī)排列，2016年9月30日定植移栽，正常肥水管理。

1.4 根際可培養(yǎng)微生物數(shù)量的測(cè)定

1.4.1 取樣 采用“S”形采樣法對(duì)每小區(qū)隨機(jī)采取5點(diǎn)土樣。香蕉移栽前，用取土鉆鉆取試驗(yàn)地0～40 cm土壤，剔除石礫、植物殘根等雜物，混合均勻，依四分法保留1 kg土樣置于0～4 ℃冷藏。抽蕾期采用抖動(dòng)法采集供試香蕉種質(zhì)根際土壤，用鐵鍬將其根系挖出，抖落大土塊，收集附著在根系上的土壤作為根際土壤，并將相同種質(zhì)的小區(qū)土樣混合均勻，依四分法保留1 kg土樣置于0～4 ℃冷藏。

1.4.2 根際微生物分離與計(jì)數(shù) 采用稀釋涂布平板法測(cè)定根際土壤中可培養(yǎng)真菌、細(xì)菌、放細(xì)菌、Foc數(shù)量。細(xì)菌、放線菌、真菌分別采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、高氏1號(hào)培養(yǎng)基、馬丁-孟加拉紅鏈霉素瓊脂培養(yǎng)基培養(yǎng)，F(xiàn)oc采用韓寶坤等提出的培養(yǎng)基和方法[11]培養(yǎng)。稱取10 g土樣，加入已盛有 90 mL 無菌水的三角瓶中，搖床180 r/min振蕩30 min;吸取 1 mL 濃度為10-1的土壤懸浮液，加入盛有9 mL無菌水的試管中，搖勻，即為10-2土壤懸浮液;同理，依次稀釋至所需濃度，一般真菌用10-2、10-3土壤懸浮液，放線菌用10-3、10-4土壤懸浮液，細(xì)菌用10-4、10-5土壤懸浮液，F(xiàn)oc用10-1、10-2土壤懸浮液;搖勻，用微量移液器分別吸取土壤懸浮液 0.1 mL，加入含有相應(yīng)培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中，用玻璃棒涂布均勻，每個(gè)處理重復(fù)3次;真菌、Foc培養(yǎng)平板置于28 ℃溫度下培養(yǎng)3～5 d，細(xì)菌培養(yǎng)平板置于37 ℃溫度下培養(yǎng)2～3 d，放線菌培養(yǎng)平板置于28 ℃溫度下培養(yǎng)5～7 d;觀察記錄每皿真菌、細(xì)菌、放線菌、Foc的總菌落數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007、SPSS 10.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 抗病性調(diào)查

由表1、圖1可見，在抽蕾期，巴西蕉枯萎病發(fā)病率為 76.32%，發(fā)病率顯著高于其他21份種質(zhì)（P<0.05）;發(fā)病率為0～35%的抗枯萎病種質(zhì)生長較為良好，其中，種質(zhì)FZ、DJ、R3、38這4個(gè)株系的發(fā)病率低于抗病對(duì)照香蕉品種寶島蕉。

2.2 不同抗、感香蕉枯萎病種質(zhì)根際土壤微生物測(cè)定

由表1可見，不同抗、感枯萎病香蕉種質(zhì)根際微生物數(shù)量存在明顯的差異，其數(shù)量表現(xiàn)為細(xì)菌>放線菌>真菌>Foc;抗病種質(zhì)根際細(xì)菌、放線菌數(shù)量明顯高于感病種質(zhì)，而真菌、Foc數(shù)量則相反。

2.2.1 根際細(xì)菌數(shù)量 由表1、圖2可見，與定植前相比，T2L等4份感枯萎病香蕉種質(zhì)根際細(xì)菌數(shù)量均有所下降，下降幅度為40.53%～60.47%;K2-67、XW-2、119這3份抗病種質(zhì)根際細(xì)菌數(shù)量也略有下降，下降幅度為7.31%～19.93%，但比下降幅度最低的感病種質(zhì)T2L還低20.6～33.22 百分點(diǎn)，而其他15份抗病種質(zhì)根際細(xì)菌數(shù)量均有所增加，增加幅度為13.62%～268.77%;抗病種質(zhì)中，除XW-2外，其他17份抗病種質(zhì)根際細(xì)菌數(shù)量顯著高于4份感病種質(zhì)（P<0.05）。

2.2.2 根際放線菌數(shù)量 由表1、圖3可見，與定植前相比，4份感病種質(zhì)根際放線菌數(shù)量有所下降，下降幅度為 47.16%～74.41%;DG、L1M1-2、DGN1、119這4份抗病種質(zhì)根際放線菌數(shù)量也略有下降，下降幅度為4.27%～28.67%，但比下降幅度最低的感病種質(zhì)BXM5-1低 18.49～42.89百分點(diǎn)，而其他14份抗病種質(zhì)根際放線菌數(shù)量均有所增加，增加幅度為24.65%～115.17%;抗病種質(zhì)中，除DGN1外，其他17份抗病種質(zhì)根際放線菌數(shù)量顯著高于4份感病種質(zhì)（P<0.05）。

2.2.3 根際真菌數(shù)量 由表1、圖4可見，與定植前相比，除巴西蕉外，其他21份香蕉種質(zhì)根際真菌數(shù)量均有所下降，其中，18份抗病種質(zhì)根際真菌數(shù)量下降幅度為8.76%～26.96%，而3份感病種質(zhì)根際真菌數(shù)量下降幅度為 2.14%～6.51%，比下降幅度最低的抗病種質(zhì)DGN1還低 2.25～6.12百分點(diǎn);18份抗病香蕉種質(zhì)根際真菌數(shù)量顯著低于巴西蕉（P<0.05）;除寶島蕉、農(nóng)科1號(hào)、FZ、DJ、R3、38、rose這7份種質(zhì)外，其他11份抗病香蕉種質(zhì)根際真菌數(shù)量與T2L、BXM5-1、XW1這3份感病種質(zhì)間差異不顯著。

2.2.4 根際Foc數(shù)量 由表1、圖5可見，與定植前相比，4個(gè)感病種質(zhì)根際Foc數(shù)量均有所增加，增加幅度為5.29%～13.82%;rose、DG、K2-67、L1M1-2、XW-2、DGN1這6份抗病種質(zhì)根際Foc數(shù)量也略有增加，其中DGN1根際Foc數(shù)量增加得相對(duì)最多，增加幅度為2.65%，但比增加幅度最低的感病種質(zhì)T2L還低2.64百分點(diǎn)，而其他12份抗病種質(zhì)根際Foc數(shù)量均有所下降，其中FZ根際Foc數(shù)量下降得較多，降低幅度為7.65%;除K2-67、L1M1-2、XW-2、DGN1、119外，其他13份抗病種質(zhì)根際Foc數(shù)量顯著低于4份感病種質(zhì)（P<0.05）。

2.2.5 根際微生物總量 由表1、圖6可見，與定植前相比，4份感病種質(zhì)根際微生物總量均有所下降，下降幅度為41.03%～60.97%;抗病種質(zhì)K2-67、XW-2、119根際微生物總量也略有下降，下降幅度為5.41%～16.81%，下降幅度遠(yuǎn)低于感病種質(zhì)，而其他15份抗病種質(zhì)根際微生物總量均有所增加，增加幅度為7.98%～242.74%;18份供試抗病種質(zhì)與BXM5-1、XW1、巴西蕉等3份感病種質(zhì)根際微生物總量間差異顯著（P<0.05），除DGN1、K2-67、119、XW-2外，其余14份抗病種質(zhì)與感病種質(zhì)T2L的根際微生物總量差異顯著。

2.3 香蕉種質(zhì)抗病性與根際土壤微生物特征的相關(guān)性分析

由表2可見，不同抗、感枯萎病香蕉種質(zhì)發(fā)病率與真菌數(shù)量、Foc數(shù)量呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），與可培養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量、放線菌數(shù)量、微生物總量成極顯著負(fù)相關(guān)，這說明香蕉根際細(xì)菌數(shù)量、放線菌數(shù)量、微生物總量與種質(zhì)抗性呈極顯著正相關(guān)，而真菌、Foc數(shù)量則與種質(zhì)抗性呈極顯著負(fù)相關(guān)。

3 結(jié)論與討論

植物根際土壤中存在大量微生物，這些微生物群落結(jié)構(gòu)的改變與土壤類型、根際養(yǎng)分時(shí)效性、植物種類及其生長發(fā)育時(shí)期等密切相關(guān)[7，12-13]，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中土傳病害的發(fā)生與作物根際微生物的數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)變化關(guān)系密切，同時(shí)在一定程度上也是作物根際土壤微生物群體互作的結(jié)果[9，14-15]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同香蕉種質(zhì)抽蕾期根際微生物數(shù)量存在明顯差異，且這種差異與種質(zhì)的抗枯萎病性密切相關(guān)，抗病香蕉種質(zhì)根際細(xì)菌、放線菌數(shù)量明顯高于感病種質(zhì)，而根際真菌和Foc數(shù)量明顯低于感病種質(zhì); 在相同外界環(huán)境條件下，根際可培養(yǎng)細(xì)菌、放線菌數(shù)量和微生物總量與香蕉種質(zhì)抗性呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），而真菌、Foc數(shù)量與香蕉種質(zhì)抗性呈極顯著負(fù)相關(guān)，這可能是抽蕾期抗病香蕉種質(zhì)根際環(huán)境對(duì)細(xì)菌、放線菌有一定的聚集作用，而對(duì)真菌有一定的排斥作用，感病種質(zhì)則相反，這與吳鳳芝等的研究結(jié)論[7-10，16-17]相似，但與李洪連等的研究結(jié)果[18]略有不同，這可能與研究的作物和病害不同有關(guān)。

有研究發(fā)現(xiàn)，品種抗性差異還可以通過根系分泌物對(duì)病原菌的化感作用差異來體現(xiàn)[19]，不同抗性品種根系分泌物存在一定差異，抗病品種根系分泌物能不同程度地抑制病原菌菌絲生長和孢子萌發(fā)，而感病品種根系分泌物則對(duì)其有刺激作用[20-24]。為弄清抗、感病香蕉種質(zhì)根際微生物差異的機(jī)制及原因，有必要對(duì)抗、感枯萎病香蕉種質(zhì)根系分泌物組分、含量差異及其對(duì)土壤微生物的影響作進(jìn)一步測(cè)定分析。

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