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黄瓜土传枯萎病致病机制及其生物防治研究

作　者: 郭晋云
导　师: 郭世伟
学　校: 南京农业大学
专　业: 植物营养学
关键词: 黄瓜枯萎病导水率胼胝质生物肥料保护酶活性微生物区系
分类号: S436.421
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

目前对黄瓜枯萎病的防治主要有化学方法和生物防治两种,其中化学农药防治易造成环境污染和农药残留等问题,而利用拮抗菌防治黄瓜枯萎病日益受到国内外的重视。基于生物防治的优点及黄瓜主要作为生食蔬菜的食用安全性需求,生物防治黄瓜枯萎病成为人们关注的焦点。因此,研究黄瓜连作障碍特别是枯萎病的形成机理和解决方法迫在眉睫,其对发展黄瓜生产、增加瓜农收入、减少环境污染和维持农业可持续发展,具有重大的理论和生产意义。本研究在田间防治的基础上,采用室内盆栽培养的方法,研究黄瓜在连作土壤上病原菌侵染以及施用生物有机肥后与黄瓜枯萎病发病的内在联系。通过分析植株体内的水分吸收与运输、同化物代谢以及保护酶系统等在病原菌侵染前后以及施用生物有机肥前后的变化情况,探讨不同发病程度的植株,阐明黄瓜叶片萎蔫的原因,从理论上揭示土传黄瓜枯萎病发病的生理生化机制。研究结果如下：1、采用盆栽试验的方法,对黄瓜植株感染病原菌后不同发病级别的黄瓜叶片水分生理指标变化以及连作土壤上施用有机肥与微生物有机肥后对上述指标的影响进行了研究。结果表明：(1)植株在感染枯萎病病原菌后,叶片比叶重、叶绿素含量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率都显著降低,其中光合速率和气孔导度分别降低约80%和60%；(2)叶片含水量、叶片导水率和叶柄胼胝质含量之间呈显著的负相关。随着植株感病程度的增加,根、叶柄胼胝质含量显著增加,导致了根的导水率、叶片导水率和叶片含水量的显著降低；(3)施用微生物有机肥料能够抑制叶柄胼胝质形成,维持叶片导水率、叶片含水量和叶片的光合特性；(4)发病植株叶片的电解质外渗浓度是健康植株的3倍左右,表明发病叶片的细胞膜系统已经破坏。因此,黄瓜感染病原菌后,根、叶柄内形成大量胼胝质,限制了水分运输,降低了叶片含水量和光合速率是黄瓜连作障碍的原因之一。在发生黄瓜连作障碍的土壤上施用含有特殊拮抗菌株的微生物有机肥后,可以缓解病原菌对植株水分生理代谢的影响。2、连作土壤上,黄瓜的产量与植株株高显著低于健康土壤。黄瓜发病过程中,其同化物运输与碳、氮代谢受到影响。黄瓜植株在发病的过程中,叶片可溶性糖积累,茎基部含量却显著降低。发病过程中叶片全氮、全磷、全钾含量降低。叶片发病过程中,可溶性蛋白含量不受影响,但脯氨酸却显著积累。3、抗病和感病的黄瓜品种在感染枯萎病菌及施用生物肥料后保护酶活性体系受到不同程度影响：(1)在黄瓜植株受到病原竟侵染后,SOD、POD活性会应急升高且维持较高水平以消除体内的活性氧的伤害,抗病品种的增加比率均明显高于感病品种。当施用微生物肥料以后,使逆境得到缓解,SOD、POD的活性也相应处于较低的水平。(2)抗病品种CAT活性始终高于感病品种,施用生物有机肥后,可显著提高叶片体内的CAT活性。施用微生物肥料后,可诱导PPO、PAL活性的提高,抗病品种升高的幅度大。当植株发病后,ⅠPAL、PPO酶活性显著降低。(4)高抗品种各处理的MDA含量都高于低抗品种各处理。在连作土壤上,植株发病后,高抗品种的MDA含量值升高较大。施用生物肥料后,可有效降低植株叶片MDA含量。(5)健康土壤与连作土壤上的健康植株葡聚糖酶与几丁质酶活性都比较低；随着发病程度的增加,两种酶的活性先升高后减低。4、连作土壤上,土壤中微生物区系也发生了很大变化,细菌数量减少,真菌数量增加。生物有机肥施入到土壤中,土壤细菌和放线菌都得到显著提高,真菌总数及尖孢镰刀菌数量则有所下降。

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摘要 8-10ABSTRACT 10-13第一章文献综述 13-29 1.1 作物连作障碍研究现状 13-17 1.1.1 连作障碍的产生背景及其危害 13-14 1.1.2 连作障碍原因分析 14-17 1.2 黄瓜枯萎病及其发生情况 17-18 1.3 黄瓜枯萎病致病机理研究现状及黄瓜感病后生理机制变化研究 18-20 1.4 黄瓜连作对土壤微生物区系的影响 20 1.5 黄瓜枯萎病的防治 20-22 1.6 本文的研究内容及目的意义 22-23 参考文献 23-29第二章土传枯萎病及施用生物有机肥对黄瓜光合和水分生理特性的研究 29-47 2.1 引言 29 2.2 材料与方法 29-32 2.2.1 供试材料 29-30 2.2.2 供试方法 30-31 2.2.3 测定方法 31-32 2.2.4 统计分析 32 2.3 结果与分析 32-41 2.3.1 不同处理黄瓜植株枯萎病的发病率 32-33 2.3.2 不同处理及发病级别对黄瓜比叶重、叶绿素含量和光合指标的影响 33-35 2.3.3 不同处理和发病级别对叶片导水率、叶柄胼胝质含量和叶片含水量的影响 35 2.3.4 叶柄胼胝质含量与叶片导水率和叶片含水量之间的关系 35-37 2.3.5 不同处理和发病级别对黄瓜根部导水率、胼胝质含量和茎基部导水率的影响 37-38 2.3.6 黄瓜健康植株与发病植株不同部位的解剖结构 38-40 2.3.7 不同处理不同发病级别的黄瓜叶片的电解质外渗浓度 40-41 2.4 讨论 41-43 2.5 小结 43-44 参考文献 44-47第三章土传枯萎病及施用生物有机肥对黄瓜同化物运输及C、N代谢的影响 47-59 3.1 引言 47 3.2 材料与方法 47-48 3.2.1 供试材料 47 3.2.2 供试方法 47-48 3.2.3 测定方法 48 3.3 结果与分析 48-53 3.3.1 不同处理黄瓜植株的产量与株高 48-49 3.3.2 不同处理不同发病级别对黄瓜植株茎基部与叶片可溶性总糖含量的影响 49-50 3.3.3 不同处理不同发病级别对黄瓜植株叶片脯氨酸可溶性蛋白含量的影响 50-51 3.3.4 不同处理不同发病级别对黄瓜植株叶片全氮、全磷及全钾含量的影响 51-52 3.3.5 不同处理不同发病级别对黄瓜植株叶片硝态氮、铵态氮含量及NR活性的影响 52-53 3.4 讨论 53-55 3.5 小结 55-56 参考文献 56-59第四章土传枯萎病及施用生物有机肥对黄瓜植株保护酶类的影响 59-75 4.1 引言 59-60 4.2 材料与方法 60-62 4.2.1 供试材料 60 4.2.2 供试方法 60-61 4.2.3 测定方法 61-62 4.2.4 统计分析 62 4.3 结果与分析 62-69 4.3.1 土传枯萎病及施用生物有机肥对黄瓜植株抗氧化保护酶类的影响 62-67 4.3.2 不同处理不同发病级别对黄瓜植株叶片葡聚糖酶及几丁质酶的影响 67-69 4.4 讨论 69-70 4.5 小结 70-72 参考文献 72-75第五章施用生物有机肥对黄瓜连作根际土壤微生物区系的影响 75-83 5.1 引言 75 5.2 材料与方法 75-76 5.2.1 供试材料 75 5.2.2 供试方法 75-76 5.2.3 样品采集与测定方法 76 5.3 结果与分析 76-78 5.3.1 不同处理根际土壤细菌、放线菌、真菌类群数量分析 76-77 5.3.2 不同处理根际土壤黄瓜枯萎病尖孢镰刀菌数量分析 77-78 5.4 讨论 78-79 5.5 小结 79-80 参考文献 80-83全文结论 83-85创新点 85-87致谢 87-89读研期间发表的论文 89

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