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。      

云南大理烤烟土壤微生物动态变化研究

为了明确大理烤烟土壤微生物在整个烟草生育期内的变化趋势,利用选择性培养法,对云南大理不同地区植烟土壤根际和非根际土壤细菌、真菌、放线菌进行了测定,并结合土壤养分进行了分析。结果表明:烟株的根际与非根际土壤中,细菌和真菌在团棵期的数量较少,成熟期或采烤后期,细菌数量达到最大值,而真菌则在旺长期或成熟期达到最大值,团棵期至旺长期根际与非根际土壤中真菌数量基本上保持上升趋势;放线菌数量在团棵期较多,且根际土壤略大于非根际土壤;根际和非根际土壤中放线菌数量与土壤中的有机质、速效氮存在显著相关性,尤其是根际土壤中的有机质与放线菌的相关性达极显著水平;根际土壤细菌与速效氮、速效磷、速效钾存在显著的负相关关系,所以土壤中适当的营养对烟株防治细菌性病害有一定益处。      

低钾胁迫下不同烤烟品种根系生长和根毛形态的差异

通过琼脂平板培养技术,研究了K326、NC82、云烟85、RG11、红花大金元等5个烤烟品种低钾胁迫下根系生长和根毛形态的差异.结果表明:低钾胁迫对烟苗地上、地下部生长发育影响显著.不同烤烟品种根系对低钾胁迫的响应能力具有显著性差异,其中苗期的地上部分和根系生物呈表现为RG11受抑制程度最强,其次是红大和云85,NC82和K326最弱;根冠比下降幅度为RG11和云烟85>NC82和K326>红花大金元,以NC82根冠比最为协调;烤烟根系形态受抑制程度大致表现为:云烟85和RG11>K326和红花大金元>NC82;不同烤烟品种根系分布不同,RG11和红花大金元根系集中分布在2 cm以下,K326分布在3 cm以下,云烟85和NC82分布在3～5 cm;根毛密度增加幅度大小依次为NC82>K326>云烟85>红花大金元>RG11.综合分析得出,NC82比其它4个烤烟品种耐低钾胁迫能力高,单株根系总长度和根毛长度可作为烤烟品种的耐低钾胁迫、养分利用效率及抗逆性等的重要指标,采用平板培养技术可较准确、快捷地研究烤烟种质资源的钾营养特性.     

烤烟根际土壤中钾素及微素行为的研究

本文采用根际袋法研究了不同烟草品种的部分矿质营养元素在高钾和低钾环境下的根际行为差异。结果表明,烟草根际微区土壤中的速效钾、速效磷和缓效钾呈亏缺状态,而有效Fe、有效Mn、有效Zn和有效Cu,在根际明显富集。根际微区养分的亏缺和富集因施K量、土壤类型、烟草品种的不同而有不同程度的差异。提高施K量可以显著提高根际和非根际土壤中有效钾含量和烟叶K的含量,提高施K量导致根际有效P的降低,由于红壤pH远低于潮土,因此,非根际土壤中有效Fe含量是红壤高于潮土,而根际土壤有效Fe含量则是潮土远远高于红壤。同NH₄-N相比,NO₃-N会使根际钾亏缺增大,根际pH上升。      

有机和常规种植对不同烤烟品种生长发育和产值量的影响

通过对NC102、NC297、K326和红花大金元4个烤烟品种进行有机和常规种植,研究了不同种植模式对不同品种生长发育和产质量的影响。结果表明:烤烟NC297、NC102、K326和红花大金元采用有机种植后土壤中的速效氮、磷、钾、有机质含量显著升高,土壤养分由高到低为:NC102>红花大金元>NC297>K326,pH值降低;有机种植NC297、NC102、红花大金元前期生长发育较常规种植慢,进入旺长期后生长发育快于常规种植,K326生长迟缓;有机种植的处理白粉病、炭疽病和野火病发病率显著高于常规种植;有机种植第一年对NC102、NC297、红花大金元的产量、产值影响不大,而K326的产量、产值显著降低。     

烟草成熟期土壤细菌群落结构及多样性

为研究烟草成熟期(下部叶采收期) 根际及非根际土壤细菌群落结构和多样性,利用PCR-DGGE 技术对攀枝花市盐边县主要烟区采集的5 个烟草根际土样和5 个非根际土样进行分析。结果表明,非根际与根际土壤细菌群落结构差异显著,非根际土壤的细菌多样性甚至超越根际, 表明烟草成熟期根际效应没有显现,并且有减弱甚至负向效应出现,这可能与烟草成熟期根系分泌物的影响有关。条带克隆测序表明,根际土壤中优势细菌的群落结构更为丰富,而非根际土壤中则相对较弱。Steroidobacter菌是烟田土壤中的优势细菌;硝化螺菌属(Nitrospira) 细菌、Rhizobiales 目下未定类细菌等为烟草根际土壤中优势细菌;放线菌目(Actinomycetales) 未定类放线菌和Chitinophagaceae 科未定类细菌为非根际土壤中优势细菌。研究证明成熟期的烟草根际效应出现一定程度减弱。      

豆浆灌根对烤烟生长及土壤细菌群落的影响

豆浆(传统豆浆和酵解豆粕)灌根是中国地方特色植烟土壤保育的一种追肥技术。为揭示豆浆灌根对烤烟生长的影响及相关机理,采用大田和盆栽试验分析了豆浆灌根对植烟土壤养分状况、烟株农艺性状、根系生长和土壤细菌群落结构的影响。结果表明,与对照相比,在豆浆灌根初期土壤蛋白和活性有机碳含量(质量分数)显著提高,在豆浆灌根中后期土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量仍保持较高水平;豆浆灌根可促进烤烟根系和叶片生长;豆浆灌根初期,土壤中细菌数量大幅升高,不同处理间土壤优势菌门丰度差异明显;灌根中后期土壤优势菌门丰度无显著差异。灌根初期参与养分循环、分泌植物生长调节剂、抑制病原菌等多种土壤功能细菌的丰度明显提高。因此,豆浆灌根可提高土壤养分含量,增加有益功能细菌的相对丰度,改善土壤微生态环境,进而促进烤烟根系和叶片的生长发育。     

生物炭对根际土壤微生态的调控及对烟草青枯病的防控作用

  目的  探究不同用量的生物炭对根际土壤微生态的调控及对烟草青枯病的防控作用  方法  采用稀释平板法,研究生物炭对青枯菌的吸附作用及对其生长和运动性的影响;盆栽试验研究生物炭对烟草生长及青枯病发病情况和土壤基本理化性质的影响;利用高通量测序技术,比较各处理土壤细菌群落差异。  结果  （1）生物炭对青枯菌具有抑制作用,可吸附青枯菌、抑制其生长及运动性,用量超过1.5%时效果显著;（2）生物炭提高了土壤pH、有机质、速效磷和速效钾含量,利于烟草的生长。相关性分析发现,生物炭对土壤pH和化学性质的改善,是抑制烟草青枯病发生的主要原因;（3）生物炭提高了根际土壤微生物群落的Alpha多样性和放线菌门中链霉菌属的相对丰度;（4）根际土壤细菌结构的多样性与土壤理化性质有一定的相关性,其中有效钾影响最大。  结论  生物炭通过对青枯菌的抑制作用和对土壤微生态的改善,创造了利于烟草生长的环境条件,减少了烟草青枯病的发生。      

不同品种烤烟对土壤微量元素的响应

为了探明不同品种烤烟对土壤微量元素的响应能力,选用K326、云烟87和红花大金元(红大)3个品种,测定了烤烟根际土壤、根系及不同部位烟叶微量元素含量。结果表明:不同品种烤烟对土壤微量元素的响应能力表现为K326云烟87红大,不同微量元素在烤烟根系中的含量为FeMnZnCu。烟叶Cu含量表现为上部叶中部叶下部叶;Mn含量表现为下部叶中部叶上部叶;K326和红大烟叶Fe、Zn表现为下部叶中部叶上部叶,而云烟87则表现为中部叶下部叶上部叶。因此,对烤烟补充微肥时,应根据烤烟品种的特性合理进行,从而提升烟叶产量和品质。     

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。      

不同烤烟品种对莴苣的化感作用研究

采用“三明治”生物测定方法,测定了不同烤烟品种根、茎和叶的化感潜力。结果表明,不同烤烟品种化感作用差异显著,化感作用强弱依次为叶>茎>根,对莴苣根长的化感作用强于芽长,且随着用量的增加化感作用呈现增强趋势;其中,中烟100 和K326的化感作用较强,NC102和新育成推广品种(系)CF220次之,NC89和云烟87较弱。     

DTOPSIS法在烟叶化学品质综合评价中的应用

介绍了DTOPSIS法的评价步骤,并采用DTOPSIS法对河南省2002年种植的8个烤烟品种的还原糖、总植物碱、氯、钾、总氮和淀粉检测数据进行了综合评价。结果表明,K326的化学品质最协调,其次是云烟87,NC89最差。     

丛枝菌根真菌对不同氮效率烟草品种生长及养分吸收的影响

为明确丛枝菌根（AM）真菌对不同氮效率烟草品种养分吸收的作用,采用盆栽试验,以不接种处理（CK）为对照,研究了4株AM真菌（Fm、Ri、Ce、Gm）对不同氮效率品种烟草[ZY100（低）、K326（中）、NC89（高）]生长及矿质养分吸收的影响。结果表明,4种菌株均能与烟草根系形成共生关系。接种AM真菌,各处理烟株的干物质累积量、株高、最大根长、根表面积、根体积、总根长、根尖数及养分吸收量均得到不同程度提高。各烟草品种干物质累积量表现为NC89>ZY100>K326,菌根依赖性表现为ZY100>NC89>K326。各矿质养分中,接种AM真菌各处理N、P、K、Ca累积量增幅效果因菌株种类和烟草品种而异,微量元素Fe、Mn、Cu、Zn积累量增幅效果主要受菌株种类影响,Mg积累量在各处理间差异不显著。可见,接种AM真菌可以有效地促进烤烟根系形态的发育,优化根系结构,进而促进烟株对养分的吸收和积累。整体来看,氮效率低的ZY100更易与菌株建立共生关系,Ce菌株对3个氮效率品种烟草亲和力更强,综合而言以Ce-ZY100处理效果最佳。     

我国主要烤烟品种的亲源系谱分析及育种工作建议

就我国开展烟草育种工作以来先后育成的134个烤烟品种的亲缘关系进行了追溯分析。分析表明,20世纪80年代前烤烟育成品种的主体亲缘为藤县金星、特字400和大金元,含有其亲缘的育成品种占同期育成品种的75%;80年代以来烤烟育成品种的主体亲缘为G28、K326、NC89、红花大金元和净叶黄,此期70.4%的育成品种中含有这5个品种亲缘的遗传背景;我国烤烟生产是在引种美国品种的基础上发展起来的,上述亲缘的起源主要为美国最初应用于烤烟生产的推广品种。虽然当前我国育成并推广的烤烟品种种植面积已经达到80%,显著改变了20世纪中后期长期依赖国外引进品种的被动局面,但目前育成和推广烤烟品种的遗传基础狭窄等问题,是适应性不突出和导致种植单一的重要原因。因此,笔者在分析我国烤烟品种亲源系谱关系的基础上,对今后我国烤烟育种工作进行了思考探讨。     

烤烟根系分泌物的分离鉴定及对种子萌发的影响

为研究烤烟根系分泌物在烟草连作障碍中的作用,揭示主要烤烟品种根系分泌物的种类、数量及其对烟草生长的影响,对中烟100、NC89、K326中不同组分根系分泌物的主要成分进行了分离鉴定,并调查了中烟100不同组分根系分泌物对烟草种子发芽率和发芽势的影响。结果表明,3个品种根系分泌物主要是有机酸类,其中在中性提取条件下,含量较高的物质有2-羟基丙酸、肉豆蔻酸、新植二烯、东莨菪素、辛酸等;在酸性提取条件下,含量相对较高的物质有3-羟基丁酸、新植二烯、丁二酸、棕榈酸、肉桂酸等;在碱性提取条件下,含量相对较高的物质有新植二烯、棕榈酸、硬脂酸等。2-羟基丙酸、苯甲酸、丁二酸、烟碱、新植二烯、肉豆蔻酸、棕榈酸、延胡索酸等为3个烤烟品种根系分泌物的共有成分。中烟100不同组分根系分泌物对种子发芽率和发芽势的影响程度依次为：中性组分＞酸性组分＞碱性组分。延胡索酸、丁二酸、烟碱3种物质对烟草种子发芽率均有抑制作用,并且随着浓度的增加而逐渐加强。     

不同水分胁迫程度下烤烟叶片钾含量的光谱响应

  目的  精准、快速、无损监测烤烟叶片钾素营养水平。  方法  设计不同程度的干旱和渍水胁迫试验,以K326、中烟100为供试品种,探索不同水分胁迫程度下烤烟叶片钾含量与光谱信息的变化规律,筛选烟叶钾含量的敏感光谱特征变量及光谱参数,构建烟叶钾含量预测模型。  结果  （1）随水分胁迫程度的加重,在近红外光区,烤烟叶片钾含量和叶片光谱反射率的值在伸根期均表现为升高趋势,在旺长期与成熟期表现为降低趋势。（2）以利用本文筛选出的8个最佳敏感光谱指数（mSR705、SDr、DVI、MSAVI2、λg、Dr、NDSI（2275,1875）、RDVI）构建的BP神经网络模型效果最好,模型决定系数R2=0.9336,RMSE（均方根误差）为0.1348。  结论  可利用光谱参数构建烤烟钾含量BP神经网络模型,模型稳定、精度较好。可为实时精准监测烤烟叶片钾含量,及时了解土壤水分环境提供技术支撑。