抗菠萝心腐病生防菌及其生物有机肥的生防机理研究

Heartrot of pineapple (Ananas comosus L. Merr.), a soilborne disease caused by multiple species of Phytophthora fungi, is a serious threat to pineapple production and economic benefit.So far, there is no effective measures have been developed. Environmentally friendly pesticide alternatives such as biocontrol have been suggested as integrated control strategies for heartrot of pineapple. Many beneficial microorganisms have been screened for control of this disease; however, lack of biocontrol products based on these beneficial microorganisms capacity in control of pineapple heartrot.Therefore, the aim of this study is on the basis of isolation of Bacillus subtilis HL2 and streptomycete HL3 that capacity of high-efficiency biocontrol for pathogen (phytophthora nicotianae) of pineapple heartrot, the bioorganic fertilizer will be prepared with HL2 HL3 by using secondary fermentation technology, to assess biocontrol effect for pineapple heartrot under greenhouse and field conditions, and to explore its mechanism of action and healthy soil microflora balance of pineapple.Mechanism of microbial ecology that the bioorganic fertilizer controls Heartrot of pineapple will be elucidated.

菠萝心腐病是由疫霉属真菌多个种引起的一种土传病害，严重制约着菠萝产业的发展和经济效益的提高。生物防治因对环境、生态和人类健康安全而受到了国内外的关注，并在防治土传病害中发挥着越来越重要的作用。利用有益微生物防治菠萝心腐病的报道总体还处在生防菌资源收集阶段，缺乏稳定有效的生防产品。因此，本项目在前期已筛选获得对菠萝心腐病病原菌（烟草疫霉）具有高效生防作用枯草芽孢杆菌HL2和链霉菌HL3的基础上，拟利用二次发酵技术制成生物有机肥，通过温室盆栽和田间试验研究生物有机肥控制菠萝心腐病的效果，并对其作用机理进行探究，揭示菠萝健康土壤微生物区系的平衡机制，阐明生物有机肥生防菠萝心腐病的微生物生态学机理。

菠萝心腐病是菠萝农业生产中常见的土传病害，为明确生物有机肥施用防控菠萝心腐病发生的机制，本研究利用课题组前期已筛选获得对菠萝心腐病病原菌具有高效生防作用的枯草芽孢杆菌HL2和链霉菌HL3的基础上，将生防菌结合有机载体（椰糠、泥炭土、菜籽饼）和普通有机肥进行二次发酵制成生物有机肥，通过室内盆栽和田间试验研究生物有机肥防控菠萝心腐病的促生效果。研究结果表明，枯草芽孢杆菌（HL2）发酵而成的生物有机肥（KC、KN、KY）和链霉菌（HL3）发酵的生物有机肥(LC、LN、LY)均能够显著降低菠萝心腐病的发病率，其中HL2生物有机肥生防效果更好，特别是KC处理。利用PCOA分析结果显示，所有生物有机肥处理均能显著提升菠萝根际土细菌和真菌的丰富度和物种多样性，改变菠萝根际土微生物群落结构，但HL2生物有机肥处理相比HL3生物有机肥处理更能形成明显的不同群落结构；利用火山图和维恩图对KC处理和CK处理中相对丰度较高的OTU进行分析显示，发现生防效果最佳的处理KC与对照CK细菌和真菌共有的OTUs分别是1384和547个；利用弦状图对相对丰度前20的OTUs进行分析，发现细菌中高丰度OTU90%发生显著变化，真菌中80%发生显著变化；通过 Spearman 分析发现伯克氏菌属（Burkholderia)细菌和真菌中的赤霉菌属（Gibberella）与菠萝心腐病发病率存在显著（p<0.05）正相关关系，施加生物有机肥处理与单施化肥相比能显著降低了这两个属的相对丰度；网络分析表明，相比对照处理，生物有机肥处理形成了复杂连接的稳定真菌群落，接种枯草芽孢杆菌的生物有机肥（KC、KN、KY）处理的真菌网络呈现出更强的相关性。综上，施用生物有机肥后，特别是HL2生物有机肥处理更能改变土壤细菌和真菌群落结构，激发土壤有益微生物，显著降低菠萝心腐病发生，对恢复菠萝连作土壤微生态平衡具有重要意义。