寡雄腐霉(Pythium oligandrum)对葡萄蔓枯病的作用及对微生物群落的影响:生物防治新希望

【字体: 时间:2025年04月29日 来源:Biological Control 3.7

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  葡萄蔓枯病(GTDs)严重威胁葡萄种植,自 2001 年砷酸钠禁用后,急需替代防治方法。研究人员开展寡雄腐霉(P. oligandrum)生物农药研究,发现其能减少病原菌诱导的坏死,且对根际微生物群落影响小,为葡萄种植生物防治提供新思路。

  在葡萄种植的领域里,一场看不见的战争正在悄然上演。葡萄蔓枯病(GTDs)如同潜伏在葡萄园中的 “恶魔”,自 2001 年唯一被批准的农药砷酸钠被禁用后,愈发猖獗。它由多种真菌病原体引发,会感染葡萄树的木质组织,带来慢性感染,严重影响葡萄树的活力、寿命和产量。像 Esca 和 Botryosphaeria dieback 这两种疾病,堪称其中的 “急先锋”,最终能导致葡萄树死亡,让无数果农的心血付诸东流。在这样严峻的形势下,寻找有效的替代防治方法迫在眉睫,生物防治成为了人们寄予厚望的 “新武器” ,而寡雄腐霉(Pythium oligandrum)就是生物防治领域中备受瞩目的 “潜力股”。
为了探索寡雄腐霉在葡萄种植生物防治中的奥秘,来自国外的研究人员开展了一项重要研究。他们的研究成果发表在《Biological Control》上,为葡萄蔓枯病的防治带来了新的曙光。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先是实验设计,他们选用了特定的葡萄品种(Merlot 为接穗,SO4 为砧木),种植在 2 升花盆中在温室培养。实验设置了多种处理组,包括生物农药处理组(Po)和未处理组(NT),并针对不同的接种情况进行分组。同时,利用高通量测序技术,对葡萄根际环境样本进行分析,以探究微生物群落的变化。通过这些方法,研究人员全面地对寡雄腐霉生物农药的效果展开研究。

研究结果主要体现在以下几个方面:

  • 对病原体诱导坏死的影响:分析发现,未处理的植株(阴性对照)坏死最长,而用全剂量的寡雄腐霉生物农药处理嫁接葡萄藤后,坏死病变大小显著减少。对 Pch(Phaemoniella chlamydospora)诱导的坏死,生长抑制最高可达 40%;对 Np(Neofusicoccum parvum)诱导的坏死,生长抑制最高可达 65%;半剂量处理也有明显效果,只是对 Np 的效果稍有降低。
  • 微生物群落多样性
    • 组成分析:计算微生物多样性指标发现,测序足以捕获微生物群落多样性,不同处理间多样性无显著差异。细菌群落中,主要门类为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)和放线菌门(Actinobacteria);真菌群落中,主要是子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和球囊菌门(Glomeromycota)。在属水平上,细菌中 Steroidobacter、Streptomyces 和 Novosphingobium 占主导,真菌中 Ilyonectria、Rhizophagus 和 Hymenoscyphus 占主导 。
    • 处理和接种的影响:主成分分析(PCA)表明,生物农药处理和病原体接种均会对根际微生物群落产生影响。不同处理和接种方式下,细菌和真菌群落结构存在差异。例如,在细菌群落中,Po - Pch 组根际样本中 Mesorhizobium、Cellulomonas 等属的比例较高;在真菌群落中,处理并接种 Pch 或 Np 的样本,其群落组成也有所不同。
    • 疾病与微生物簇的联系:通过相关分析发现,有 22 个属与坏死大小相关。其中,部分细菌属如 Spirochaeta、Saccharimonadales 等和部分真菌属如 Dactylonectria、属于 Sebacinales 目及 Basidiomycota 门的一些属,与坏死大小呈负相关,意味着它们在坏死程度低的植株根际中更丰富。


在讨论部分,研究人员指出,此次研究首次对寡雄腐霉生物农药进行了评估,证实其在温室控制条件下能有效减少病原体诱导的坏死,且该配方未改变其生物防治效果。从对微生物群落的影响来看,虽然整体上生物农药对根际微生物群落影响较小,但会改变一些类群的丰度,可能是通过影响植物生理和根系分泌物来实现的。此外,生物农药处理后,一些有益的微生物类群增加,如在应对 N. parvum 和 P. chlamydospora 时,分别有促进植物生长或生物防治作用的细菌和真菌属的相对丰度上升,这些变化与生物农药共同作用,减少了坏死的发生。

总的来说,这项研究意义重大。它证明了寡雄腐霉生物农药在温室条件下对葡萄蔓枯病的防治效果,为生物防治提供了有力的证据。同时,发现生物农药对根际微生物群落的影响,以及促进有益微生物类群的作用,为进一步理解生物防治机制和优化防治策略提供了新的视角。不过,目前研究是在温室控制条件下进行的,未来还需要在葡萄园实地测试,观察其在复杂环境和老葡萄树上的效果,这将为葡萄种植产业的健康发展带来更多可能。

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