番茄抗性砧木抗根结线虫病的应用及生态效应

摘要

本研究以蔬菜生产中土传病害的控制为核心，以团聚式爆发的根结线虫病和日益严重却难于控制的枯萎病、黄萎病为靶标病害，以三种抗土传病害的番茄砧木为材料，组织培养获得抗性砧木无性繁殖体，通过室内实验和田间实验研究番茄抗性砧木及其组培苗对土传病害控制效果，并且探讨抗性材料对土壤生态系统的影响。研究结果如下： 三种抗性砧木(Beaufort，L．lycopersicum x L．hirsutum；Energy, L．esuclentum x L．esculentum， He-Man，L．1ycopersicum x L．hirsutum)对南方根结线虫的室内抗性鉴定表明：三种抗性砧木对南方根结线虫(Meloidogyne incognita)都具有极高的抗性，且其抗性水平表现为He-Man>Energy>Beaufort。抗性砧木的抗性不仅表现为根结指数、卵块密度和根结直径显著低于感病品种，而且根结指数和根结直径的增长速率也显著低于感病品种，抗性砧木具有极高的耐病性。利用抗性砧木种子和外植体获得抗性砧木无菌苗，通过组培快繁可以获得大量用于抗性砧木Beaufort组培苗。室内抗性稳定性评价表明，与感病对合作908相比，抗性砧木Beaufort经过组织培养后对根结线虫仍然具有很强的抗性。 通过田间实验对抗性砧木及抗性砧木组培苗进行了生产性评价，实验表明：三种抗性砧木和Beaufort组培苗与FA189完全亲和，但是嫁接作用影响了植株的前期生长，使植株的生长发育延迟，而嫁接作用对植株的光合作用及果实的品质没有影响。三种抗性砧木的运用取的了对根结线虫很好的控制效果，植株生长旺盛，果实大、品质稳定，产量增加。抗性砧木经过组培快繁后，对叶绿素含量、果实品质没有影响，与感病对照FA189相比较对根结线虫仍然具有极高的抗性，总产量与砧木自根苗相比也没有显著的差异。所以抗性砧木组培苗可以作为国外引进抗性砧木种子的替代产品应用于生产。 从抗性材料的运用对土壤微生物、根结线虫和自由生活线虫的影响研究了番茄抗性材料的生态学效应。抗性砧木抑制了土壤病原菌镰刀菌、疫霉菌、腐霉菌和轮枝菌的繁殖，从而控制了枯萎病、立枯病、黄萎病等土传病害的发生。抗性砧木在抑制病原性真菌的同时，也抑制了木霉菌的繁殖，而木霉中很多种类是土传病害的拮抗微生物。作者认为这种抑制作用可能与根系分泌物有关，且其抑菌作用没有特异性，对土壤中的病原生物及非病原生物都具有抑制作用，属于广谱性的杀菌或抑菌物质，其抑菌机理还有待进一步研究。抗性砧木提高了根际土壤细菌的数量，表明砧木发达的根系为细菌的增殖提供了丰富的营养，而细菌是土壤营养转换的基础，从而促进了营养的转换和吸收。而抗性砧木对放线菌和微生物总量没有影响。运用抗性砧木，抑制病原微生物的同时，并没有破坏土壤生态系统的稳定，说明运用抗性砧木是一种环境友好的防治土传病害的有效措施。 抗性砧木不利于根结线虫二龄幼虫的繁殖，控制了根结线虫病的爆发。与空白对照相比较，种植番茄后，土壤自由生活线虫的总量增加，但是线虫的多样性下降。种植感病品种的处理，在根结线虫大量繁殖的同时，食真菌性线虫、食植物线虫和杂食性线虫的数量增加。种植高抗品种在抑制根结线虫的同时，也抑制了一部分自由生活线虫，使土壤线虫多样性下降，均匀度降低，优势度上升。 通过轮作实验研究不同抗性番茄与黄瓜轮作对根结线虫的防治作用，结果表明：种植抗性品种的土壤中大部分的线虫(或孵化的卵)由于没有寄主的存在而死亡，但是仍然有少量休止卵的残留，下茬种植感病黄瓜后孵化再侵染，但是危害很轻，抗性番茄与感病黄瓜轮作可以达到控制根结线虫发生，减轻下茬损失的目的；而种植耐病砧木虽然在土壤中残留了较少的根结线虫或卵，但是下茬黄瓜根结线虫病仍然严重，没有达到轮作减轻病害的目的。 为研究日光温室作为一种特殊的土地利用方式对土壤线虫的影响，对日光温室、常规耕地和休闲地的三种土壤利用方式下土壤线虫种群结构进行对比，以期获得日光温室土壤线虫群落的结构背景以及与其他两种土壤利用方式下的结构差异，为日光温室土传病害的研究和防治提供理论依据。研究表明：日光温室中的优势种群为食细菌的小杆线虫(Rhabditis)，而植食性线虫显著低于其他两种土地利用方式，常规农田中优势种群为食细菌小杆线虫(Rlaabditis)和植食性的螺旋线虫(Helicotylenchus)，休闲地中优势种群为植食性线虫，包括螺旋线虫(Helicotylenehus)、盘旋线虫(Rotylenchus)和丝尾垫刃线虫(Filenchus)；线虫的多样性、丰富度、∑MI、∑M12-5、EI、SI指数表明日光温室所受到的扰动最强，而常规农田次之，休闲地所受到的干扰最小；PPI/MI、 WI、BI、CI指数表明日光温室土壤营养丰富，常规农田次之，休闲地营养贫瘠。所以日光温室作为一种特殊的土地利用方式，土壤营养丰富，食细菌性线虫占绝对优势，土壤生态系统扰动强烈，线虫多样性下降，食植物线虫的种群数量稀少、种类贫乏，作者认为日光温室土壤生态系统这种不稳定性为根结线虫病以及其他土传病害的爆发提供了可能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1国内外研究现状

1.1土传病害的发生及危害

1.2土传病害的防治

1.3番茄抗根结线虫病育种及其抗性机制

1.4土壤生物多样性与土传病害的控制

1.5不同的土壤管理方式对土壤线虫群落结构的影响

2研究意义

3研究内容

第二章实验设计与研究方法

1番茄抗性砧木

2番茄抗性砧木对根接线虫室内抗性鉴定

3田间实验

4土壤生物分析方法

5数据分析方法

第三章番茄抗性砧木组织培养及其抗性评价

第一节番茄抗性砧木对根结线虫的室内抗性鉴定

1材料和方法

2结果与分析

3结论

第二节番茄抗性砧木组培快繁体系的建立

1材料

2无菌苗的获得

3组培苗扩繁

4结论

第三节番茄抗性砧木组培苗保存培养基的筛选

1实验材料

2 ABA对试管苗保存效果的影响

3甘露醇对试管苗保存效果的影响

4琼脂浓度对试管苗保存效果的影响

5蔗糖浓度对试管苗保存效果的影响

6讨论

第四节抗性砧木组培苗抗性稳定性鉴定

1材料

2方法

3结果与分析

4讨论

第四章番茄抗性砧木及其组培苗田间生产性评价

1材料和方法

2结果与分析

3结论

第五章番茄抗性材料的土壤生态学效应

第一节抗性砧木对土壤微生物的影响

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

第二节抗性砧木对土壤根结线虫二龄幼虫和自由生活线虫的影响

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

第三节对根结线虫具有不同抗性的番茄对土壤自由生活线虫的影响

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

第四节不同抗性番茄与黄瓜轮作对根结线虫的防治作用

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

第六章温室土壤环境对土壤自由生活线虫的影响

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

第七章结论与研究展望

1结论

1.1三种抗性砧木的抗性及生产性评价

1.2抗性砧木组织培养及抗性稳定性和生产性评价

1.3抗性材料的的生态效应

1.4根结线虫与自由线虫的关系研究

1.5温室环境对土壤自由生活线虫的影响

2研究展望

2.1抗性砧木的应用

2.2病虫害的生态防治

2.3土壤自由生活线虫在土壤健康评价中的应用

2.4土壤微生态系统的研究

参考文献

附图

致谢

作者简介