烟草青枯病发病烟株根际土壤细菌群落分析

  目的  研究青枯病发生对根际土壤细菌群落组成的影响, 探明影响根际土壤细菌群落的环境因子。  方法  采用宏基因组学高通量测序技术, 比较发病烟株和健康烟株根际土壤细菌群落差异。  结果  (1) 健康烟株根际土壤细菌Ace指数、Chao指数和Shannon指数有高于发病烟株的趋势, 而Simpson指数有低于发病烟株的趋势; (2)发病烟株根际土壤中芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)和链霉菌属(Streptomyces)等益生菌减少, 而劳尔氏菌属(Ralstonia)和Rudaea等病原菌增加; (3)土壤pH、有效磷(AP)、交换性钙(Ca)和有效铜(Cu)含量在发病烟株根际土壤中显著减少, 而速效钾(AK)含量显著增加。  结论  与健康烟株根际土壤相比, 发病烟株根际土壤细菌多样性、有益菌丰度、土壤pH和养分含量都较低; pH、P、K、Ca、Cu是对根际土壤细菌群落影响较大的土壤环境因子。      

健康与感染黑胫病烟株根际土壤与茎秆细菌群落结构与多样性

  背景和目的  黑胫病为烟草常见土传病害,当环境条件适宜时,土壤中的病原菌便会侵染烟株导致发病。  目的  研究感染黑胫病前后烟株根际土壤、发病茎秆以及病健交界茎秆细菌群落结构与多样性。  方法  以健康与感染黑胫病烟株根际土壤和茎秆为研究对象,通过PCR技术扩增样本中细菌16S rRNA基因的V3-V4可变区域,采用Illumina Miseq高通量测序技术对扩增片段进行测序,分析健康与感染黑胫病烟株不同部位细菌群落结构与多样性。  结果  感染黑胫病烟株根际土壤细菌群落较健康烟株丰富度增加,但多样性略有降低;发病烟株茎秆发病部位和病健交界部位的细菌群落丰富度和多样性较健康烟株均有增加,发病茎秆病健交界部位增幅显著。门水平上,变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）以及放线菌门（Actinobacteria）等为根际土壤优势菌门,且在健康与感染黑胫病烟株中各优势菌门相对丰度无显著性差异。茎秆样品中变形菌门与蓝细菌门为优势菌门,病健交界茎秆中2者的相对丰度与健康茎秆和发病茎秆存在显著性差异。属水平上,健康与感染黑胫病烟株根际土壤中主要菌属为Candidatus_solibacter、芽单胞菌属（Gemmatimonas）和鞘脂单胞菌属（Sphingomonas）等。所有茎秆样品中优势菌属为蓝细菌（norank_c_Cyanobacteria）和劳尔氏菌属（Ralstonia）,病健交界茎秆中蓝细菌相对丰度与健康茎秆和发病茎秆差异显著。  结论  感染黑胫病后烟株各部位细菌群落结构发生改变,细菌群落多样性增加;所有样品中均检测到青枯病病原菌茄科劳尔氏菌,表明烟草黑胫病与青枯病存在混合发生的情况。因此在对烟草黑胫病防治的同时也需加强青枯病的防治。      

两株防治烟草青枯病的烟草根际拮抗菌

  目的  进一步丰富烟草青枯病的生防资源。  方法  采用抑菌圈法和盆栽试验测定分离自烟草根际的细菌菌株GZYCT-4和GZYCT-9对青枯病菌的拮抗活性;运用PCR技术检测拮抗细菌的生防标记基因,利用趋化性试验研究烟草根系分泌物及其所含的各种有机酸对拮抗菌根部定殖的影响。  结果  （1）GZYCT-4和GZYCT-9对烟草青枯病菌均具有较好的抑菌效果,培养48 h的抑菌圈直径分别为16.64 mm和18.90 mm,盆栽试验表明灌根接种施用GZYCT-4和GZYCT-9可有效防治烟草青枯病。（2）GZYCT-4和GZYCT-9菌株均检测到8个枯草芽孢杆菌生防标记基因,其脂肽类粗提物对烟草青枯病菌的抑菌圈直径分别达到16.24 mm和20.71 mm。（3）GZYCT-4对红花大金元根系分泌物有较强的趋化反应,且红花大金元根系分泌物含有的草酸对GZYCT-4吸引作用较大,而GZYCT-9则对K326根系分泌物有较好的趋化反应,K326根系分泌物所含的柠檬酸对GZYCT-9有较好的吸引作用。  结论  GZYCT-4和GZYCT-9菌株均可有效地防控烟草青枯病,且对不同品种的烟草根系分泌物及其所含的各种有机酸有趋化差异。      

钾对烟草根际氮细菌、氮古菌群落及氮代谢的影响

为提高烟草栽培品质,采用高通量测序技术和分光光度法探讨了不同施钾水平对根际氮细菌、氮古菌和氮代谢的影响。结果表明:旺长期,烟草根际反硝化作用菌和硝酸还原菌与施钾水平呈负相关,且当N:K₂O=1:2.1时,氮素有效性较高,相比对照提高了20.9%,利于烟草生长。晚成熟的上部叶总氮、烟碱含量升高,糖含量降低,烟叶质量受到影响,但在N:K₂O=1:3.5~4.2时总氮含量显著降低,此时根际脲酶活性同样显著降低。揭示出施钾水平不仅会直接影响烟草根际氮细菌、氮古菌的群落结构,还会影响土壤氮素有效性、土壤酶活,进而影响氮营养的供应和烟草品质。建议前期适量施肥,并在打顶后追施钾肥,改变根际钾环境,提高烟草品质。      

生物炭及海藻肥对烟草生长、土壤性状及青枯病发生的影响

为研究不同用量生物炭及海藻肥对烟草生长及青枯病的影响,以烟草NC102为试验材料,在常年青枯病发生较严重的地块采用完全随机设计,在常规施肥基础上,设置处理CK（空白对照）、BC1（9000 kg/hm²生物炭）、BC2（15 000 kg/hm²生物炭）、BC3（22 500 kg/hm²生物炭）、SW（2250 kg/hm²海藻肥）、BC2+SW（15 000 kg/hm²生物炭+2250 kg/hm²海藻肥）。结果发现,海藻肥和生物炭单一或混合施用均能促进烟草生长,最大量生物炭的处理虽然抑制烤烟团棵期生长,但可以促进烤烟旺长期的生长。生物炭和海藻肥单一或混合施用均显著提高了土壤pH及部分土壤养分含量,降低了烟草青枯病发病率及病情指数,有利于提高烤烟产量和中上等烟比例,协调烟叶化学成分,提升烤后烟叶内在品质。利用Pearson相关系数分析了不同处理土壤理化性质与烟草青枯病病情指数之间的关系,结果发现,适当提高土壤酸碱度可作为酸性土壤主产区防控烟草青枯病、提高烤烟产质量的重要策略。     

富钾烤烟品种成熟期根系分泌物和根际细菌多样性特征分析

  目的  研究不同钾吸收利用效率烤烟品种成熟期根系分泌物和根际细菌多样性差异,有助于了解烟草富钾品种成熟期高效吸收利用钾素的机理。  方法  选用富钾烤烟品种ND202和常规品种K326、NC89进行盆栽试验,分析了不同烤烟品种成熟期根际主要养分含量、根系分泌物和根际细菌多样性的差异。  结果  成熟期NC89和ND202根际土中的碱解氮和有效磷含量极显著低于K326,速效钾含量3个品种间差异极显著,且为ND202最低。成熟期ND202非根际土的碱解氮极显著高于K326和NC89,有效磷和速效钾含量3个品种间差异极显著且均为ND202最高。3个品种成熟期根系分泌物主要成分含量有差异,ND202根系分泌物有机酸含量占其已检测出根系分泌物总量的81.80%,比NC89高12.86%,比K326高15.98%。3个烤烟品种成熟期根际和非根际土壤主要细菌在门水平和属分类水平上相对丰度有较大差异。根际土壤中链霉菌属、气微菌属和Iamia属的相对丰度表现为ND202 > K326 > NC89,而芽孢杆菌属、硝化螺菌属、乳酸乳球属、Steroidobacter属、Flavisolibacter属和野村菌属的相对丰度则表现为ND202 < K326 < NC89。  结论  成熟期富钾品种ND202具有根际土壤速效钾含量较低而非根际速效钾含量较高、根系分泌物有机酸含量高的特点。成熟期不同钾吸收利用效率烤烟品种的根际土壤与非根际土壤细菌多样性有显著差异。      

茄青枯病菌发病烟株根际土壤营养状况分析

为探究烟株根际土壤营养状况与青枯病发生的关系,摸清影响烟草青枯病发生最关键的土壤养分因子,以从重庆市烟草青枯病发生十分典型的黔江植烟区采集的177份根际土壤样品为供试材料,测定并采用t检验、因子分析、判别分析等方法分析了土壤pH、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、交换性钙和镁、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、有效硼、有效钼13项指标。结果表明:土壤pH、有机质、速效钾、交换性钙、有效硼、有效钼含量偏低以及土壤碱解氮、交换性镁、有效锰含量偏高均有可能降低土壤的抑病效果,导致青枯病严重发生;烟草青枯病发病烟株根际土壤的钙镁比(4.04)明显低于健康烟株根际土壤的钙镁比(9.86);因子分析结果显示,土壤中低水平的有效钼、交换性钙可能是导致青枯病发生流行最主要的因子;通过判别分析可知,烟株根际土壤中速效钾、交换性钙、有效钼、有机质、有效硼5个成分的含量情况可能是判别青枯病发病与否的关键因子,同时也构建了相应的判别函数。      

生防菌使用方式对烟草青枯病的防效及根际土壤细菌群落的影响

采用大田试验和扩增子测序技术,探索了生防菌兑水灌根（GG）、生防菌拌土围根（WG）、米糠+生防菌拌土围根（MK+WG）对烟草青枯病的防效及调节土壤细菌群落的作用。结果表明:（1）不同施用方式对青枯病的防效表现为MK+WG（59.32%）> WG（55.93%）> GG（49.72%）。（2）WG和MK+WG均可显著提高烟株根际土壤细菌群落的多样性和丰富度,且MK+WG增幅最大。（3）WG和MK+WG提高了土壤中放线菌门的相对丰度,促使土壤中Gaiella、Gemmatimonas和Bradyrhizobium等一些有益微生物比例上升。综合来看,MK+WG更有利于恢复土壤健康、减轻青枯病对烟株的为害。      

烟草五种土传病原菌的多重PCR快速检测

  目的  建立一种可同时检测烟草黑胫病菌（Phytophthora parasitica）、青枯病菌（Ralstonia solanacearum）、立枯病菌（Rhizoctonia solani）、根腐病菌（Fusarium oxysporum）和根黑腐病菌（Thielaviopsis basicola）5种烟草重要土传病原菌的五重PCR快速检测方法。  方法  筛选5种病原菌的特异性引物组合,通过不同的引物浓度和退火温度对多重PCR体系进行优化,检测体系的灵敏度,并对土壤和植株样品进行测试,验证其实用性。  结果  根据青枯病菌fliC基因、立枯病菌RPB2基因、根腐病菌COI基因以及根黑腐病菌TEF1基因设计特异性引物,并结合已报道的黑胫病菌parA1基因的特异性引物,成功建立5种烟草土传病害的多重PCR检测方法。反应体系（25 μL）:Sf1/Sr1、Ff1/Fr1、Pf1/Pr1每条引物分别0.3 μL,Rf1/Rr1每条引物各1.8 μL,TBf1/TBr1每条引物各1 μL,2×PCR Mix 12.5 μL,退火温度为58℃,灵敏度可达到100 pg/μL。  结论  本研究建立的多重PCR体系能够同时快速检测烟草黑胫病菌、青枯病菌、立枯病菌、根腐病菌和根黑腐病菌以及田间带菌烟草病株和土壤,为田间烟草土传病害的早期诊断提供依据。      

不同条件对烟草青枯雷尔氏菌生长的影响

青枯雷尔氏菌（Ralstonia solanacearum）是烟草青枯病的病原菌。为有效防治青枯病,研究了不同培养条件对青枯雷尔氏菌生长的影响;并测定了在不同pH、温度以及在培养基中添加不同浓度的N、P、K、Zn²⁺、Cu²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-、SO₄^2-对青枯雷尔氏菌生长的影响。结果表明,青枯雷尔氏菌在偏酸和偏碱条件下生长较好,青枯雷尔氏菌最适生长温度为25~45 ℃;高浓度的Zn²⁺和Cu²⁺能够有效抑制青枯雷尔氏菌的生长,其他因素对青枯雷尔氏菌的生长无明显作用。     

基于代谢组学分析青枯病烟田土壤代谢标志物

  目的  分析青枯病烟田和健康烟田土壤代谢物组成的差异,筛选青枯病烟田土壤代谢标志物。  方法  以青枯病烟田和健康烟田的烟株根围土壤为研究对象,采用非靶向代谢组学LC-MS/MS分析技术,对3个时期（未发病、发病中期、发病后期）土壤代谢物组成进行研究。  结果  （1）在未发病时、发病中期和发病后期,青枯病烟田和健康烟田土壤代谢物有显著差异的代谢物分别为115种、159种和105种。（2）3个时期共同差异代谢物有63种,其中正离子模式代谢物有49种,负离子模式代谢物有14种。49种正离子模式代谢物可以聚为2个大类和7个小类。（3）筛选出8种代谢标志物,分别为环巴胺（Cyclopamine）、麦芽四糖（Maltotetraose）、麦黄酮（Tricine）、凯林（Khellin）、6-(alpha-D-glucosaminyl)-1D-myo-inositol、茄啶（Solanidine）、贝磷地尔（belfosdil）、硅雄酮（Silandrone）。  结论  青枯病烟田和健康烟田土壤代谢物组成上存在较大差异,筛选出8种代谢标志物可为判别土壤感烟草青枯病状况提供一定参考。      

基于RAPD分子标记的烟草青枯病菌特异引物筛选及效果评价

为建立烟田土壤和烟株烟草青枯病菌的快速诊断方法,本研究采用RAPD方法筛选获得了6对可用于烟草青枯病菌PCR检测的特异性引物.经对6种细菌(烟草青枯病菌、多粘芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、节杆菌、荧光假单胞菌、野火病菌)和2个烟草品种(中烟100和云烟87)的检测验证,6对引物均具有良好的灵敏度、特异性和可靠性.对青枯菌菌液...     

生物炭与化肥氮配施对土壤氮素及烤烟利用的影响

  目的  为探讨施用生物炭对土壤氮素及烤烟对氮素利用的影响。  方法  2015-2016年在河南省方城县金叶园大田条件下,设置了添加生物炭后不同氮水平,研究对土壤硝态氮、铵态氮、碱解氮以及烤烟对氮素吸收积累的影响。  结果  在烟株生育期内,添加生物炭后显著提高了土壤硝态氮含量。2015年硝态氮含量最高达到铵态氮含量的15.72倍,2016年为34.56倍;2016年提高无机氮含量达6.70%~52.47%;添加生物炭对土壤碱解氮含量在烤烟生长前期有一定的提高作用,而在烟株打顶后有效降低了其含量,有利于顺应土壤供氮与烤烟需要适时落黄成熟规律。施加生物炭后,烤烟氮素积累速率前期较高,后期下降。连续施用2年后,氮素利用率可高达49.14%和47.62%。  结论  生物炭与氮肥配施,提高了土壤氮素含量,增施生物炭减少15%化肥氮仍能提高烤烟氮素利用,且连续施用对氮素固持和提高烤烟利用率效果明显。      

有机肥长期定位施用对烟田土壤养分和烟株根际土壤细菌群落的影响

  目的  解析长期施肥对烟田土壤细菌群落结构和丰度的影响。  方法  通过田间定位试验,研究了长期单一施用化肥（T1）、化肥+稻草回田（T2）和化肥+稻草回田+饼肥（T3）等3个处理对烟田土壤化学性质及烟株根际土壤细菌多样性的影响。  结果  ① 长期采用稻草回田并施用饼肥有利于提高植烟土壤有机质、碱解氮和速效钾含量,降低土壤pH值;②稻草回田或再增加饼肥处理的烟田独有OTU个数均高于单施化肥处理;③在细菌群落组成中变形菌门（Proteobacteria）和该菌门下物种的相对丰度最高,且稻草还田并添加饼肥处理最高;④植烟土壤微生物LEf Se进化分支图表明稻草还田或增施饼肥的烟田在细菌门水平无组间显著差异,而单施化肥的烟田存在组间显著差异的疣微菌门（Elusimicrobia）和迷踪菌门（Verrucomicrobia）。  结论  长期定位施肥条件下,稻草回田并增加饼肥能够改善烟田化学性质综合指标,提高细菌群落结构和相对丰度。      

调节植烟土壤酸度防控烤烟青枯病

针对植烟土壤退化、微生态环境失衡和青枯病为害严重等问题,设置了石灰1500kg/hm2、草木灰18000kg/hm2和煤炭灰18000kg/hm2三种土壤改良剂对植烟土壤进行修复。分析植烟土壤pH值、交换性酸总量、细菌、真菌、放线菌和青枯病病原菌变化及调查各处理青枯病的发病情况,探索不同土壤改良剂对植烟土壤修复及对青枯病防控效果的影响。结果表明,移栽后120天,石灰、草木灰和煤炭灰处理的植烟土壤pH值较CK分别提高了8.85%、17.28%和7.61%;放线菌数量分别较CK增加了126.57%、125.87%和185.31%;青枯菌数量分别较CK降低了25.15%、46.81%和14.11%;移栽后90天为青枯病发病高峰期,石灰、草木灰和煤炭灰处理对青枯病的相对防效分别为49.30%、69.02%和16.90%。综合研究表明,3种土壤改良剂对植烟土壤修复及烟草青枯病防控均有一定的效果,且以草木灰18000kg/hm2效果最佳,其次为石灰1500kg/hm2。      

粉垄深度对稻作烟区土壤理化特性及作物周年产量的影响

  背景和目的  为了揭示不同粉垄深度对湖南稻作烟区土壤理化性状及烤烟根系生长和烟稻周年产量的影响。   方法  大田试验于2019年在长沙浏阳永安镇开展,采用单因素随机区组试验设计,设置粉垄深耕20 cm（T1）、30 cm（T2）、40 cm（T3）和直接旋耕12 cm（CK）四个处理,采用50 cm土柱取样器,每个处理取土柱3个。研究了0~50 cm土层土壤理化性状的变化。并分析了不同处理对烤烟根系生长状况、烤后烟叶物理性状和化学成分、经济性状和作物周年产量的影响。  结果  与CK处理相比,T2和T3处理在0~40 cm土层土壤容重显著降低1.49%~8.97%,土壤孔隙度增加0.44%~12.88%,土壤紧实度降低0.37%~24.37%;T2处理在20~30 cm土层土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量的提升效果最为显著,较CK处理分别提升了22.82%、58.02%、52.41%;T2处理改善烤烟物理性状及内在化学成分的效果最为显著,各粉垄深耕处理均提高了烤烟的产量和上等烟比例,并且也能提高后茬作物水稻产量,其中T2处理作物产量产值最高。  结论  粉垄耕作30 cm显著改善了稻作烟区土壤物理性质,提高了土壤速效养分在20~40 cm土层中的含量,提升了烟叶的品质和产量,作物周年产值显著提高18029.89元/hm2。      

大豆与海藻有机肥对烤烟生长和土壤细菌群落的影响

  目的  探究不同有机肥施用对烤烟生长和土壤细菌群落的影响。  方法  用烤烟品种中烟100进行田间试验, 比较分析了大豆和海藻有机肥不同施用量对烤烟生长发育以及烟叶中氮、磷、钾含量的影响, 并且从土壤理化性质以及土壤微生物群落结构的角度, 分析了施用两种有机肥对烟叶生长、土壤理化性质和土壤微生物群落结构的影响。  结果  (1) 与对照相比, 大豆和海藻有机肥的施用, 促进了团棵期和旺长期烟株的生长发育(450 kg/hm2处理最佳), 提高了土壤有机质和氮磷钾含量。(2)由16 S V3-V4区域扩增子测序可知, 有机肥的施入改变了土壤细菌群落的丰富度和多样性, Sphingomonas、Actinospica、Pseudonocardia等有益细菌丰度增加。(3)土壤细菌群落与土壤理化性质存在一定相关性, 其中土壤pH值、速效钾(AK)、硝态氮(NO₃--N)和铵态氮(NH₄+-N)是主要环境影响因子。  结论  大豆和海藻有机肥的施用改善了土壤理化性质, 并影响了土壤细菌群落丰富度和多样性, 促进了烟株生长发育。      

烟草青枯病病圃土壤微生物多样性初步分析

为了更好地利用烟草青枯菌拮抗菌防治烟草青枯病,采用微生物保守区域扩增、构建文库、生物信息比对的方法初步分析了烟草青枯病病圃土壤中微生物的多样性。结果显示,烟草青枯病病圃土壤微生物群落中含有伯克霍尔德氏菌(Burkholderia fungorum)、假单胞杆菌属类(Pseudomonas graminis)、黑霉菌(Aspergillus niger)、尖孢镰刀菌属(Fusarium oxysporum)等丰富的细菌类和真菌类微生物,也包括部分不可培养的微生物。土壤中微生物多样性的分析可以为青枯菌拮抗菌应用中拮抗菌在土壤中的定殖、扩繁过程研究提供部分微生物群落信息。