两种基因型大豆根分泌物对大豆根腐病菌的化感作用

采用生物模拟试验、化学分析等方法,研究了两种大豆基因型（9536、吉林30）的根分泌物中的糖、氨基酸、有机酸组分对大豆根腐病菌的化感作用.结果表明,两种大豆基因型（9536、吉林30）根分泌物糖组分表现出低浓度显著促进、高浓度显著抑制半裸镰孢菌、尖镰孢菌生长的规律,对粉红粘帚菌的生长影响不明显;氨基酸组分对上述三种病原菌所表现出的促进、抑制规律不同,9536基因型根分泌物氨基酸组分的中、高浓度处理对半裸镰孢菌、粉红粘帚菌、尖镰孢菌的生长表现出显著的抑制作用,而吉林30多表现出显著的促进作用;有机酸组分对半裸镰孢菌、粉红粘帚菌、尖镰孢菌生长都有显著的抑制作用.两种基因型大豆根分泌物（糖、氨基酸、有机酸组分）与根腐病害发生密切相关,大豆基因型不同,根分泌物对根腐病菌的化感促进或抑制作用有差异.     

长期连作对大豆根际土壤镰孢菌种群的影响

利用中国科学院海伦农业生态试验站大豆连作长期定位试验区,进行了大豆根际土壤镰孢菌分离鉴定及大豆根腐病致病力检测,结合核酸序列和限制性片段长度多态性(RFLP)的系统发育分析,研究了长期连作(20年)较短期连作(3年)对大豆根际土壤镰孢菌种群密度和结构、致病力及遗传多样性的影响.结果表明:3年连作大豆根际土壤镰孢菌种群密度为6.0×104CFU·g-1,且以强致病力的尖镰孢菌、禾谷镰孢菌、轮枝镰孢菌及中等致病力的腐皮镰孢菌为优势种;连作20年大豆根际土壤镰孢菌种群密度和优势菌的优势度均显著低于3年连作,其中尖镰孢菌、禾谷镰孢菌和腐皮镰孢菌的种群密度仅为3年连作的36%、32%和22%,没有分离到致病力最高的轮枝镰孢菌,而种群多样性和均匀度显著高于3年连作;仅分离自20年连作土壤的三线镰孢菌、砖红镰孢菌及燕麦镰孢菌均为非致病菌种,且与强致病力镰孢菌种在基于转录间隔区(ITS)和转录延长因子(EF-1α)序列的聚类分析中显示了系统进化亲缘关系的差异性.因此,大豆20年连作会导致根际土壤镰孢菌种群生长受抑制、使其种群结构和遗传多样性发生改变,同时降低大豆根腐病菌种群致病力.     

甜瓜根系分泌物中酚酸物质对尖孢镰孢菌的化感效应

采用HPLC法对甜瓜根系分泌物进行分离鉴定,检测到甜瓜根系分泌物中含有没食子酸、邻苯二甲酸、丁香酸、水杨酸、阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸7种酚酸物质,通过外源添加法研究该类物质对尖孢镰孢菌的化感效应.室内试验结果表明:阿魏酸、苯甲酸、肉桂酸在0.1、0.25 mmol·L-1处理浓度下能够显著促进尖孢镰孢菌的孢子萌发,水杨酸则对孢子萌发具有一定的抑制作用;丁香酸、阿魏酸在菌丝培养后期表现出较强的促进作用.盆栽结果显示,在0.05、0.1和0.5 mmol·L-1处理浓度下肉桂酸、阿魏酸、苯甲酸可显著促进甜瓜枯萎病病情.     

分蘖洋葱根系分泌物对黄瓜幼苗生长及根际土壤微生物的影响

以不同化感潜力分蘖洋葱为供体,黄瓜为受体,研究了分蘖洋葱根系分泌物对黄瓜幼苗生长、根际土壤微生物数量及细菌群落结构的影响.结果表明:不同化感潜力分蘖洋葱根系分泌物对黄瓜幼苗生长均具有促进作用,且随着浓度的升高,促进作用增强,相同浓度下,化感潜力强、弱供体之间差异不显著;不同化感潜力分蘖洋葱根系分泌物均增加了黄瓜根际土壤细菌和放线菌数量,降低了真菌和尖镰孢菌数量,化感潜力强的品种(L-06)效果更显著;不同化感潜力分蘖洋葱根系分泌物均能提高黄瓜根际土壤细菌群落丰富度,差异条带的序列片段经比对推测为3大细菌类群:Actinobacteria(放线菌纲)、Proteobacteria(变形菌纲)和Anaerolineaceae(厌氧绳菌纲),其中厌氧绳菌只出现在化感潜力强(L-06)的处理中.化感潜力强(L-06)、浓度高(10 mL·株-1)的分蘖洋葱根系分泌物更有利于黄瓜根际土壤细菌群落丰富度的提高.     

连作对芝麻根际土壤微生物群落的影响

采用稀释平板计数法研究了不同连作年限处理芝麻根际土壤细菌、真菌、放线菌、芽孢杆菌、尖孢镰刀菌(FO)和青枯劳尔氏菌(RS)数量的变化情况。结果表明,随着连作年限的增加,芝麻根际土壤中细菌和放线菌的数量下降,而真菌的数量则呈上升趋势。新种芝麻地根际土壤芽孢杆菌数量显著高于连作2a处理和连作5a处理,而连作2a处理又显著高于连作5a处理;连作5a芝麻根际土壤尖孢镰刀菌数量显著高于新种地、轮作1a和连作2a等3个处理;轮作1a、连作2a及连作5a等3个处理青枯劳尔氏菌数量显著高于新种地处理。说明连作导致土壤微生物环境恶化,引起根际微生物区系结构发生定向改变。连作2a与轮作1a相比,各菌群(类群)数量差异均不显著。     

三七连作土壤浸提液对其根腐病菌的化感效应

采用甲醇、乙酸乙酯和水分别按液土比3∶1、6∶1和9∶1对三七连作土壤进行浸提,研究其浸提液对三七根腐病菌生长和种群数量的影响。结果表明: 平板培养72 h后,甲醇、乙酸乙酯和水浸提液对尖镰孢菌和腐皮镰孢菌的菌丝生长均表现为化感促进,其中,甲醇和乙酸乙酯浸提液对尖镰孢菌的化感效应指数为14.0%～19.8%和16.2%～20.2%,高于水浸提液的8.9%～14.2%,且不同浸提比例之间差异不显著;而甲醇浸提液对链格孢菌菌丝生长表现为化感抑制,且抑制效应在浸提比例为3∶1时最强,达到-33.2%～-38.5%,乙酸乙酯和水浸提液对链格孢菌菌丝生长无显著影响。土壤培养4周后,甲醇、乙酸乙酯和水浸提液均能增加土壤中尖镰孢菌的数量,其中,水浸提液的增加效应最强,达到每克干土3.49×10⁶～9.56×10⁶拷贝数,高于甲醇(每克干土1.68×10⁴～6.73×10⁴拷贝数)和乙酸乙酯浸提液(每克干土1.77×10⁴～3.72×10⁴拷贝数),且这种增加效应随浸提比例的增加逐渐减弱;水浸提液和低浸提比例的甲醇提取液均能增加土壤中腐皮镰孢菌的数量,而重茬土壤浸提液对链格孢菌的数量影响不显著。因此,三七连作土壤浸提液对根腐病菌如尖镰孢菌和腐皮镰孢菌均表现出明显的化感促进效应,这可能是再植三七易发生根腐病等土传病害的原因之一。     

三江平原地区大豆根腐病病株上镰孢菌的分离鉴定

为了明确引起三江平原地区大豆根腐病的镰孢菌(Fusarium)种类及优势种群,对该地区大豆根腐病样本进行了采集。通过组织分离和形态学鉴定,共鉴定出6种镰孢菌,分别为木贼镰孢(F.equiseti)、尖孢镰孢(F.oxysporum)、芬芳镰孢(F.redolens)、半裸镰孢(F.semitectum)、腐皮镰孢(F.solani)和拟轮枝镰孢(F.verticillioides)。其中尖孢镰孢(F.oxysporum)的分离频率最高,达16.67%。对6种镰孢菌的形态学特征进行了描述。     

抗、感品种棉花根系分泌物对尖孢镰刀菌生长及基因表达的影响

为探究抗、感品种棉花根系分泌物对尖孢镰刀菌生长及基因表达的影响，以棉花感病品种新海14号（XH-14）和抗病品种新海41号（XH-41）为材料，将棉花根系分泌物与尖孢镰刀菌（F327）共培养，观察尖孢镰刀菌的生长；取培养0、6、12、24和48 h样本，进行RNA-seq。结果表明，与XH-41根系分泌物处理的菌落相比，XH-14根系分泌物处理的菌落生长速率快、孢子萌发率高、产孢量显著增加。GO(gene ontology)分析发现，XH-14根系分泌物处理的差异表达基因（differentialy expressed genes, DEGs）主要富集在氨基酸转运、脂肪酸生物合成过程、膜的组成部分、离子通道活性；XH-41根系分泌物处理的DEGs主要富集在跨膜转运、三羧酸循环、膜的组成部分、ATP酶活性。KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)分析发现，XH-14根系分泌物处理的DEGs主要富集在TCA循环、类胡萝卜素生物合成、谷胱甘肽代谢、核黄素代谢等代谢通路；XH-41根系分泌物处理的主要DEGs富集在碳代谢、其他聚糖降解、脂肪酸代...     

大蒜根系分泌物对不同受体蔬菜的化感作用

利用组织培养技术,在无菌条件下研究大蒜根系分泌物对莴苣、辣椒、萝卜、黄瓜、白菜和番茄等蔬菜作物的化感作用.结果表明：大蒜根系分泌物对6种蔬菜作物的发芽率、发芽指数、苗高及保护酶活性没有影响;对根长、地上部鲜质量及根鲜质量略有促进作用,其中,莴苣与对照差异达显著水平,化感效应指数分别为+0.163、+0.106、+0.318,白菜根长与对照差异达显著水平,化感效应指数为+0.120,其它受试作物与对照差异均未达显著水平;大蒜根系分泌物对受试作物叶绿素含量及根系活力有促进作用,与对照差异达显著水平,对萝卜的叶绿素含量促进作用最强,化感效应指数为+0.282,对黄瓜的根系活力促进作用最强,化感效应指数为+0.184;大蒜根系分泌物使受试作物对养分的吸收能力有所提高.     

马铃薯根系分泌物成分鉴别及其对立枯丝核菌的影响

采用自制根盒收集了苗期和现蕾期连作5年和轮作马铃薯的根系分泌物,并用GCMS进行了鉴定.结果表明:在苗期和现蕾期,马铃薯根系分泌物中糖类物质含量最高,其次为有机酸类,且有连作马铃薯根系分泌物中糖含量下降、有机酸含量升高的趋势.连作马铃薯苗期和现蕾期根系分泌物中棕榈酸相对含量分别为0.94%和1.4%,邻苯二甲酸二丁酯相对含量均为0.15%;轮作马铃薯苗期和现蕾期根系分泌物中棕榈酸相对含量仅为0.15%和0.2%,邻苯二甲酸二丁酯未检出.轮作和连作马铃薯根系分泌物都可促进立枯丝核菌的生长,连作马铃薯根系分泌物的作用更显著.模拟试验表明:棕榈酸和邻苯二甲酸二丁酯均可明显促进立枯丝核菌生长,说明马铃薯根系分泌物对立枯丝核菌的促进作用与分泌物中含有棕榈酸和邻苯二甲酸二丁酯有关.     

茄子自毒物质对辣椒种子萌发及枯萎菌的化感效应

运用模拟的方式,采用生物测定和室内培养的方法,研究了两种茄子自毒物质香草醛和肉桂酸各浓度对辣椒种子萌发和幼苗生长的化感效应,及其对辣椒枯萎菌菌丝生长的影响.结果表明:这两种自毒物质对辣椒种子萌发和幼苗生长具有低浓度促进,高浓度抑制的化感效应.香草醛和肉桂酸对辣椒和茄子种子的化感效应存在较大差异,辣椒种子受这两种自毒物质的抑制强度明显弱于茄子种子.香草醛和肉桂酸对辣椒枯萎菌菌丝生长表现为各浓度(0.1, 0.5, 1, 4mmol/L)下均具有抑制作用,作用强度随着浓度增加而增强,肉桂酸低浓度时对菌丝生长的抑制作用即达到显著水平.     

嫁接茄子根系分泌物的化感效应

采用室内生物测定的方法,研究了不同砧木、不同浓度和不同生育期嫁接茄子根系分泌物的化感效应.结果表明,嫁接茄根系分泌物与自根茄相比,促进了茄子种子的萌发和幼苗生长.各砧木品种嫁接茄根系分泌物的化感效应显著或极显著高于对照,其中发芽率和苗高最高,增加29.1％和37.1％;不同浓度试验结果呈现“低促高抑”的规律,当浓度为0.04 g·ml^-1时发芽率最高,比对照增加50％,当浓度增加到0.24 g·ml^-1时,根长比对照降低了30.3％;在生长后期嫁接茄的根系分泌物对种子萌发的促进作用小于前中期,而自根茄抑制作用增强.因此,生产中使用嫁接技术是缓解由自毒作用引起的连作障碍的有效方法之一.     

大蒜根系分泌物的化感作用

以苍山白蒜和蔡家坡紫蒜为材料,采用水培方法收集根系分泌物,研究了2个大蒜品种的根系分泌物对莴苣种子发芽和幼苗生长及对黄瓜枯萎病菌、西瓜枯萎病菌的化感效应.结果表明:2个大蒜品种的根系分泌物对莴苣种子发芽和幼苗生长均表现为低浓度(0.1、0.2 g·mL-1)促进、高浓度(0.4、0.6 g·mL-1)抑制,高浓度时蔡家坡紫蒜的抑制作用大于苍山白蒜;对黄瓜枯萎病菌和西瓜枯萎病菌的菌丝生长及孢子萌发均表现为抑制作用,随着根系分泌物浓度的提高,抑制作用增强,其中黄瓜枯萎病菌较敏感,且蔡家坡紫蒜的抑制作用大于苍山白蒜.     

Allelopathic effects of root exudates from watermelon and rice plants on Fusarium oxysporum f.sp. niveum

Root exudates have a key role in communication between plants and microbes in the rhizosphere. Fusarium wilt of watermelon, caused by Fusarium oxysporum f. sp. niveum (Fusarium oxysporum), drastically reduces watermelon yields in continuous cultivation systems, but it can be significantly alleviated using watermelon/aerobic rice intercropping system as shown by the research carried out in this laboratory. It is important to evaluate the interaction between root exudates from the two crops and the pathogen and thus to clarify the mechanism of disease suppressiveness in the intercropping system. The effects of phenolic acids, sugars and free amino acids in root exudates from watermelon (REW) and rice (RER) on the growth of Fusarium oxysporum were studied. The results obtained are listed as follows: (1) REW significantly increased spore germination and sporulation, whereas RER had inhibitory effects on those two parameters. (2) HPLC analysis showed that salicylic acid, p-hydroxybenzoic acid and phthalic acid were identified in exudates from both plants, but p-coumaric acid was only detected in rice and ferulic acid only in watermelon. Moreover, of the total rice exudates a high proportion (37.9 %) of p-coumaric acid was detected and the total amount of phenolic acids was 1.4-fold as high as that in watermelon. (3) Considerable differences in the components and contents of both sugars and amino acids were found between REW and RER exudates. (4) Exogenously applied alanine (Ala) increased spore germination and sporulation. In contrast, addition of exogenous p-coumaric acid reduced spore germination and sporulation, relative to controls. It was concluded that the rice root exudates had anti-fungal properties while that from watermelon promoted pathogen growth. This discovery provided a scientific basis for practicing watermelon/aerobic rice intercropping to control Fusarium wilt in watermelon.     

小麦根系分泌物对黄瓜生长及土壤真菌群落结构的影响

以黄瓜为受体,以不同化感效应(促进/抑制)小麦品种为供体,采用PCR-DGGE技术,研究了小麦根系分泌物及伴生小麦对黄瓜生长及土壤真菌群落结构的影响.结果表明： 在处理第6天和第12天,化感促进效应小麦根系分泌物分别显著提高了黄瓜幼苗株高和茎粗;在处理第18天,化感促进和抑制效应小麦根系分泌物均显著提高了黄瓜幼苗株高;在处理第6天,不同化感效应小麦根系分泌物均显著降低了黄瓜幼苗根际土壤真菌群落条带数、Shannon指数及均匀度指数,有苗对照(W)显著高于无苗对照(Wn);在处理第18天,各处理的真菌群落结构条带数、Shannon指数及均匀度指数均显著高于无苗对照(Wn).伴生化感抑制效应小麦显著降低了黄瓜根际土壤真菌群落Shannon指数和均匀度指数,说明小麦根系分泌物及伴生小麦改变了土壤真菌群落结构.DGGE图谱及其主成分分析结果表明,伴生不同化感效应小麦对土壤真菌群落结构影响较大.     

两个不同抗性黄瓜品种和云南黑籽南瓜根系分泌物对黄瓜枯萎病发生的影响

研究了黄瓜品种津研4号（感枯萎病）、津春4号（抗枯萎病）和云南黑籽南瓜根系分泌物对津研4号黄瓜枯萎病发生的影响及其原因.结果表明:感病品种根系分泌物处理的黄瓜枯萎病发病早,接种后第15天病株率显著高于对照,至第20天时病株率与对照相近;而抗病品种根系分泌物处理的病株率一直显著小于对照.感病品种根系分泌物浇灌的植株株高、鲜质量降低,根系活力下降、电导度（伤害度）增加,而抗病品种和云南黑籽南瓜根系分泌物处理对植株影响较小.感病品种根系分泌物促进了黄瓜枯萎病菌的生长,而抗病品种和云南黑籽南瓜根系分泌物则抑制了病菌生长.     

滁菊连作土壤中尖孢镰刀菌的分离、鉴定及变化特征

采用传统平板培养法及尖孢镰刀菌专性培养基对滁菊连作土壤的真菌和尖孢镰刀菌进行分析测定,结果表明,在滁菊连作条件下,土壤中真菌和尖孢镰刀菌的数量显著增加,平均分别达到8.71×105 cfu/g干土和3.12×104cfu/g干土,各自是对照土壤的2.24倍和5.57倍。土壤中尖孢镰刀菌数量显著增加可能是导致滁菊连作障碍的重要因素。     

己二酸二异丁酯对辣椒种子萌发及枯萎菌的化感效应

采用模拟的方式,利用生物测定和室内培养的方法,研究了不同浓度的己二酸二异丁酯对辣椒种子萌发、幼苗生长及辣椒枯萎菌的化感效应.结果表明:己二酸二异丁酯对辣椒种子萌发和幼苗生长具有低浓度促进、高浓度抑制的化感效应;己二酸二异丁酯对辣椒和茄子种子的化感效应存在较大差异,在低浓度时对辣椒种子萌发和幼苗生长的促进作用强于茄子种子,而高浓度时对辣椒种子萌发和幼苗生长的抑制强度弱于茄子种子;各浓度己二酸二异丁酯对辣椒枯萎菌菌丝生长有极显著的抑制作用,且作用强度随着浓度增加而增强,当浓度为1 mnol·L~(-1)时抑制作用最强,抑制率为10.75%;在田间抗病性调查期间内各浓度处理均提高了辣椒幼苗的抗病性,其中以1 mmol·L~(-1)处理抗病性最好,病情指数比对照降低了49.88%.

Abstract：

By the methods of laboratory incubation and bioassay, a simulation test was conducted to study the allelopathic effects of different concentration diisobutyl adipate on pepper seed germi-nation and its seedling growth and Fusarium oxysporum f. sp. vasinfectum. For the pepper seed germination and seedling growth, diisobutyl adipate exhibited allelopathic promotion at low con-centration, but allelopathic inhibition at high concentration. There existed greater differences in the allelopathic effects of diisobutyl adipate on the seed germination and seedling growth of pepper and eggplant. The promotion effects of low concentration diisobutyl adipate on pepper were stron-ger than those on eggplant, while the inhibition effects of high concentration diisobutyl adipate on pepper were weaker than those on eggplant. All test concentration diisobutyl adipate had signifi-cant inhibition effects on the mycelium growth of Fusarium oxysporum f. sp. vasinfectum, and the effects increased with increasing diisobutyl adipate concentration, being the strongest (an inhibi-tory rate of 10. 75%) at 1 mnol·L~(-1). Field text indicated that diisobutyl adipate at all test con-centrations enhanced the disease resistance of pepper seedlings. The best effect was observed at 1 mmol·L~(-1) of diisobutyl adipate, with the disease index decreased by 49.88%, compared to the control.     

Barnyard grass-induced rice allelopathy and momilactone B

Here, we investigated chemical-mediated interaction between crop and weeds. Allelopathic activity of rice seedlings exhibited 5.3-6.3-fold increases when rice and barnyard grass seedlings were grown together, where there may be the competitive interference between rice and barnyard grass for nutrients. Barnyard grass is one of the most noxious weeds in rice cultivation. The momilactone B concentration in rice seedlings incubated with barnyard grass seedlings was 6.9-fold greater than that in rice seedlings incubated independently. Low nutrient growth conditions also increased allelopathic activity and momilactone B concentrations in rice seedlings. However, the increases in the low nutrient-induced allelopathic activity and momilactone B concentration were much lower than those in barnyard grass-induced allelopathic activity and momilactone B concentration. Root exudates of barnyard grass seedlings increased allelopathic activity and momilactone B concentration in rice seedlings at concentrations greater than 30 mg/L of the root exudates, and increasing the exudate concentration increased the activity and momilactone B concentration. Therefore, barnyard grass-induced allelopathic activity of rice seedlings may be caused not only by nutrient competition between two species, but also by components in barnyard grass root exudates. As momilactone B shows strong allelopathic activities, barnyard grass-induced allelopathic activity of rice may be due to the increased concentration of momilactone B in rice seedlings. The present research suggests that rice may respond to the presence of neighboring barnyard grass by sensing the components in barnyard grass root exudates and increasing allelopathic activity by production of elevated concentration of momilactone B. Thus, rice allelopathy may be one of the inducible defense mechanisms by chemical-mediated plant interaction between rice and barnyard grass, and the induced-allelopathy may provide a competitive advantage for rice through suppression of the growth of barnyard grass.