光合细菌PSB-06微生态调控防治辣椒疫病的应答机制

Pepper phytophthora blight is a destructive soil-borne disease on pepper all over the world, micro-ecological regulation with biological agent in the rhizosphere is an important approach to alleviate negative effects from chemicals control including environment pollution and pathogen resistance. In our previous studies, the control efficiencies for pepper phytophthora blight with application of photosynthetic bacteria-06 (PSB-06) reached to 45.8% in the field experiment. However, little information was available on its biocontrol mechanism. In this project, pepper plants will be treated by PSB-06 on different growth stages in the greenhouse and fields, and the effects of application of PSB-06 on microbial community, physical and chemical properties, and enzymes activity of the pepper rhizosphere will be performed through high-throughput sequencing and detection of main properties and enzymes. This project aims to elucidate the biocontrol mechanism of PSB-06 on Phytophthora capsici from the perspective of microbial populations, as well as provide theoretical support for biocontrol of Phytophthora capsici by PSB-06 or other photosynthetic bacteria strains.

作物根际土壤微生态调控是缓解化学防治辣椒疫病带来污染环境和病原菌抗药性产生等问题的重要措施。申请人前期研究发现在大田环境下光合细菌PSB-06对辣椒疫病具有良好的防控效果，防控率达到45.8%，目前关于其作用机制尚不明确。基于此，本项目拟进一步在温室和田间两种栽培条件下，采用高通量测序、土壤理化性质和土壤酶活性测定等检测手段，考察光合细菌PSB-06对辣椒不同育期的土壤微生物群落结构、土壤理化性质和土壤酶活性的影响；解析光合细菌PSB-06的微生态生防机制及其影响辣椒疫霉菌种群的微生物群落特征，为光合细菌PSB-06及其它光合细菌微生态调控辣椒疫病提供应用基础科学依据。

生物农药的使用极大的减少了对环境的污染，探究生物农药对致病菌的细菌多样性及群落分布将为后续研究生物农药对致病菌的微生态调控提供理论依据。.1、采用灌根法对温室盆栽或大田露地种植的不同生育期 (苗期、开花挂果初.期、挂果盛期) 辣椒进行处理，处理A：3 mL灭菌水灌根、B：辣椒疫霉菌XY孢子悬浮液3 mL (1×10E+05个/mL) 灌根、C：光合细菌PSB-06菌悬液3 mL(2×10E+09CFU/mL) 灌根、D：同时灌根1.5 mL沼光合细菌PSB-06 (2.0×10E+09CFU/mL)和1.5 mL辣椒疫霉XY孢子悬浮液(1×10E+05个/mL)。结果表明苗期：硝酸还原酶、pH、水解性氮、脲酶、过氧化氢酶、总钾、有效钾与A、B、C和D微生物群落显著负相关。挂果初期：总钾，总磷，有效钾，过氧化氢酶、总钾、有效钾与处理A、B、C、D正相关；有机质，硝酸还原酶，脲酶，有效磷，总氮与处理A、B、C、D负相关。挂果盛期：总钾，总磷，有效钾，过氧化氢酶、总钾、有效钾与处理A、B、C、D正相关；有机质，硝酸还原酶，脲酶，有效磷，总氮与处理A、B、C、D负相关。.2、运用Illumina Miseq高通量测序技术研究沼泽红假单胞菌PSB06对植株根际土壤的微生物多样性影响，探究沼泽红假单胞菌PSB06对辣椒疫病的微生态调控机制。本结果显示,在第7 d和第14 d的来自同一处理的根际土壤细菌群落多样性变化没有显著差异，辣椒疫病发病植株根际土壤微生物多样性均小于健康植株根际土壤微生物多样性且喷洒沼泽红假单胞菌PSB06发酵液的土样微生物多样性最高；辣椒疫病发病植株根际土壤中放线菌丰度均小于健康植株且喷洒沼泽红假单胞菌菌剂PSB06的土壤中放线菌的丰度最高。辣椒发病植株与健康植株根际土壤中微生物多样性存在显著差异。施用沼泽红假单胞菌可以改善土壤微生物区系，提高土壤微生物群落丰富性以及土壤中放线菌所占的丰度。.3、运用IlluminaMiseq高通量测序技术分析比较湖南省三个地区辣椒健康植株与疫病发病植株根际土壤微生物多样性，结果表明：3个地区的细菌OTU数量存在差异，独有OTU占总体比例各有差异，其中永州地区占其总数的30.18%、吉首地区占其总数的41.83%、长沙地区占其总数的24.07%，α多样性指标均表现为长沙地区最低，吉首地区最高。