丹参尖孢镰刀菌流行规律及其病害预测模型的研究

Salvia miltiorrhiza, known as Danshen in China, is a highly valued, traditional Chinese medicine that is used for the treatment of atherosclerosis-related disorders, such as cardiovascular and cerebrovascular diseases. Fusarium wilt of danshen has a common occurrence. Fusarium oxysporum Schlecht can infect many chinese medicinal materials and decrease quality and yield of Chinese medicinal materials.The disease caused by Fusarium oxysporum is belong to the soil borne disease and It is difficult in preventing and controlling because we don’t know the best application time. The suitable forecasting model for disease plays a key role in preventing and controlling plant disease, but the study on forecasting model for Chinese medicinal materials disease is very scarce. Based on this, we study the epidemie dynamics of Fusarium oxysporum strains collected from Salvia miltiorrhiza Bge by laboratory simulation experiment and field experiment from plant disease epidemiology. We construct forecasting model for disease by Netlogo simulation software. The study aims at accurately predicting the occurrence of Fusarium wilt of Salvia miltiorrhiza, and preventing the occurrence of Fusarium wilt, and reduceing the need to use pesticides. The study also can provide guidance for Studies on the Epidemie Dynamics of Fusarium oxysporum strains collected from other Chinese medicinal materials and Forecasting model for Diseases.

丹参是世界公认的治疗心脑血管病的首选药物，市场需求量大，由尖孢镰刀菌引起的枯萎病发生普遍。另外，尖孢镰刀菌还可侵染多种其他中药材，从而影响多种中药材的质量和产量。尖孢镰刀菌引起的病害为土传病害，目前防治效果不理想，究其原因主要是由于危害部位为根部，不易发现，错过了最佳的施药时间。对病害的精确预测对于确定施药的最佳时间是至关重要的，然而目前关于栽培中药材病害相关预测工作报道很少，预测模型的研究几乎处于空白阶段。基于此，本项目从植物病害流行学的角度入手，采用实验室田间模拟实验以及田间试验等方法研究丹参尖孢镰刀菌流行规律，并采用Netlogo仿真软件构建丹参尖孢镰刀菌病害预测模型，旨在准确预测丹参栽培过程中枯萎病发生情况，预防丹参枯萎病的发生，减少农药的过度使用，降低丹参药材中农残含量；同时为研究由尖孢镰刀菌引起的其他中药材病害流行规律以及预测模型提供指导

尖孢镰刀菌引起的枯萎病严重影响栽培丹参的产量和质量，防治效果不理想。阐明病原菌的流行规律并进行准确预测病害是控制植物病害的前提，但是相关研究在栽培中药材病害防治方面研究甚少。基于此，本项目采用大田实验研究了丹参枯萎病真菌侵染过程、病原浓度与发病程度的关系，并采用实验室模拟实验对上述研究结果进行验证。在此基础上对丹参病原菌尖孢镰刀菌流行规律的研究，找出影响丹参病原菌尖孢镰刀菌流行规律的环境因子，并采用实验室模拟实验进行验证,同时研究农业措施对丹参病原菌尖孢镰刀菌流行规律的影响。另外，本项目利用美国ASD公司生产的FieldSpec4高分辨率地物光谱仪来采集研究区不同发病程度丹参植株的光谱数据，从而建立丹参枯萎病不同发病程度的预测模型。通过上述的研究取得了如下重要的结果：(1) 在分离得到丹参枯萎病病原真菌的前提下，制定了丹参枯萎病发病等级的划分标准。（2）揭示了侵染过程、植株体内病原菌浓度与发病程度相关性。当尖孢镰刀菌侵染到植物的茎部是植株才会出现明显的病害症状，如果只是侵染到植物根部，植株不会出现明显的病害症状。（3）揭示了土壤病原菌浓度与发病程度之间的关系。0级土壤中病原菌的浓度与不同发病程度植株土壤中病原菌的浓度存在了显著性地差异。（4）揭示了丹参枯萎病流行发生规律。研究表明从7月30日到9月15日这段时间，病情指数急速增加，并受空间湿度和空气温度的正向影响以及日照长度负影响；施用菌根能够降低丹参整个生长期枯萎病的病情指数。（5）建立了丹参枯萎病不同发病程度的预测模型。不同发病程度丹参植株高光谱红边斜率不一样，斜率越小，枯萎病程度越严重。本项目对指导丹参生产和枯萎病的防治具有重要的意义，同时为项目的研究思路和方法为其他中药材病害研究提供指导。