嫁接番茄对青枯病抗性及其对根际微生物的影响

【作者】 赵文宗； 郑旭阳； 徐博娅； 阳燕娟； 钟川； 于文进；

【机构】 广西大学农学院；

【摘要】 青枯病是由茄科青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum E.F. Smith,简称青枯菌)引起的一种土传性维管束病害,在番茄等茄科作物上危害最为严重。生产上采用抗青枯病的砧木嫁接可显著提高番茄的抗病能力,降低发病率。本研究中通过比较分析接种青枯菌条件下,病原菌在嫁接番茄体内和根际基质中的分布特征,不同发病时期根际微生物的动态变化特点,探讨嫁接番茄抗青枯病与根际微生物种群多样性的关系。分别用高抗青枯病的番茄砧木‘番砧1号’、番茄茄子通用砧木‘茄砧21号’与高感青枯病的樱桃番茄‘Fb’进行嫁接,设置砧穗嫁接、砧木自根嫁接、接穗自根嫁接(对照)5个组合。嫁接苗愈合成活后接种青枯菌,在不同发病时期采集根际基质,采用微生物分离法结合高通量测序技术对根际微生物群落组成进行分析。结果表明:供试的2个砧木显著提高了嫁接番茄的抗病性,嫁接苗发病率和病情指数极显著低于对照。砧穗嫁接和砧木自根嫁接植株根际基质中的青枯菌数量显著低于对照,可培养细菌、真菌、放线菌数量呈先增加后降低趋势,其中细菌和放线菌相对增长率较高。从根部到茎部的青枯菌数量呈现逐渐减少的趋势,且致病力随之弱化。根据高通量测序结果,分别采用ACE、Chao1指数和Shannon指数评价微生物群落丰富度和均匀度,以此来反映根际微生物群落的多样性。结果显示,嫁接番茄根际基质的细菌扩增序列平均长度有66%位于421～440 bp之间,34%位于441～460 bp之间;真菌则分别有14%、86%位于381～400 bp和401～420 bp之间,测序覆盖率达到99%以上。不同嫁接组合的根际基质中,细菌归属于37个门,且有13个门的相对丰度大于1%,其中优势菌群主要是变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria),总占比60%以上。真菌归属于9个门,且有4个门的相对丰度大于1%,其中优势菌群主要是子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和壶菌门(Chytridiomycota),总占比90%以上。嫁接番茄接种青枯菌前后的根际细菌和真菌群落丰富度和均匀度在门水平上差异不显著,而在属水平上存在一定差异。其中,砧穗嫁接和砧木自根嫁接植株在受到青枯菌侵染后,根际细菌群落丰富度呈现降低趋势,至发病末期又迅速提高,而对照则持续降低,各嫁接组合根际细菌群落均匀度变化不明显。根际真菌群落丰富度总体呈先升高后降低趋势,砧穗嫁接和砧木自根嫁接植株根际真菌群落均匀度呈现先降低后升高趋势,对照变化趋势与之相反。发病末期砧穗嫁接植株的根际真菌群落丰富度略高于对照,而各嫁接组合间根际真菌的群落均匀度差异不显著。综上,抗病砧木抑制了青枯菌对嫁接番茄植株的侵染,改善了根际微生态环境,对根际微生物区系组成产生了影响,提高了微生物的群落多样性,从而增强了嫁接植株对青枯病的抗性。更多还原