新疆棉田抑病性土壤微生物群落结构及抑菌相关基因的研究

本研究以新疆南疆特殊的棉田土壤- - 连作多年的抑病性土壤为材料，从土壤微生物相互作用的角度及其基因相互作用的角度分析抑病性土壤的抑病机理，通过DGGE技术及构建16SrDNA文库的方法揭示新疆南疆棉田抑病土壤微生物种群结构特征，分析其优势种及特殊种的作用；构建新疆南疆棉田抑病土壤大片段宏基因组文库，通过克隆子的拮抗枯黄萎病病原菌效果，结合同源克隆、SSCP技术分析其抑病相关的基因，获得抑菌相关的基因或新的基因型，为棉花抗枯黄萎病的工作提供理论支持。

棉花连作在新疆南疆棉花产区是十分普遍的现象，有些棉田连作25年，甚至更长。近年来随着引种，棉花枯黄萎病也传入新疆，发病逐年加重。然而，南疆部分地区多年连作的棉田极少发病或者发病持续很低。棉花枯、黄萎病是典型的土传性病害，一旦传入难以根除，国内外学者对于生物防治在棉花枯、黄萎病的应用进行了研究并获得了一些成果，利用生物间的相互作用控制病原菌在一个适度的水平，对环境、作物和人都是非常有利的。 本项目基于新疆连作棉田持续较低的发病现象进行了微生物群落结构的研究与分析，研究结果表明土壤微生物多样性、群落结构与棉田土壤生产力和稳定性直接相关，对维护棉田土壤生态健康起着重要作用。比较了发病与健康棉花根际土壤真菌、细菌和放线菌多样性及其群落结构差异，土壤微生物多样性的演替特点，健康棉花根际土壤真菌健康棉花根际土壤微生物（真菌、细菌和放线菌）的Shannon-Wiener Index、均匀度指数及生态位宽度均高于发病棉花根际土壤中的，健康与发病棉花根际土壤微生物群落间存在一定的生态位重叠。健康棉花根际土壤真菌、细菌和放线菌的生态位宽度均高于发病棉花根际土壤。其中健康棉花根际细菌群落生态位最宽，其次是健康棉花根际土壤真菌，较宽的生态位说明这两个微生物群落在棉田中具有较强的竞争能力。而发病棉花根际土壤放线菌和细菌，说明这两个微生物群落竞争性不强。不同微生物群落间的生态位重叠较高，说明健康和发病棉花根际不同微生物群落间存在较强的竞争，这种竞争可能导致健康棉花根际致病微生物上升，也可能导致发病棉花根际有益微生物群落上升。获得了PKSI基因潜在的新序列6条。获得了抗枯黄萎病菌的细菌86株，放线菌24株，真菌10 株。获得了一株短小芽孢杆菌对棉花的枯、黄萎病病原真菌都具有较强的拮抗作用。分析其拮抗物质可能为小分子化合物，目前在进一步的测定中。