1、西瓜(Citrullus lanatus(Thunb) Matsum& Nakai)原產非洲赤道附近和地中海地區(qū)，是世界上的重要的園藝作物，是世界十大水果之一，尤其在夏季水果中占有十分突出的地位，其栽培面積與總產量均在世界水果前列。公元4-5世紀時，由西域傳至我國，我國是世界上最大的西瓜產地，占世界西瓜生產總面積和總產量的45％以上，2006年我國西瓜種植面積178.5萬公頃、總產量6261.3萬噸。 但是由于長期連作，西瓜產生

2、嚴重的連作障礙問題。種子發(fā)芽率降低、發(fā)芽緩慢，胚根不長或難以長大、很難出土，或出土后呈現失水狀，生長緩慢，苗期容易死苗、倒伏，瓜蔓生長衰弱、矮化，葉片發(fā)黃，容易發(fā)病，特別是枯萎病，造成西瓜植株枯萎死亡，產量和品質下降。通常情況下由于枯萎病造成西瓜產量損失15-30％，嚴重田塊達50-85％，甚至絕收，連作障礙中的枯萎病問題已經成為西瓜生產的主要限制因子。 本研究從寄主-病原-環(huán)境三者生態(tài)互作角度出發(fā)，分別研究了西瓜連作障礙土中可

3、培養(yǎng)微生物的區(qū)系變化、微生物多樣性變化、西瓜枯萎病病原菌尖孢鐮刀菌西瓜專化型(Fusarium oxysporum f.sp. niveum)與其它可培養(yǎng)微生物的相互作用、西瓜尖孢鐮刀菌毒素鐮刀菌酸對西瓜幼苗氮素代謝、細胞跨膜電位、抗氧化酶和病程相關蛋白及光合作用的影響、西瓜根系分泌物和腐解物對尖孢鐮刀菌生長和毒力的影響、西瓜根系分泌物中主要化感物質酚酸對西瓜尖孢鐮刀菌的生長和毒力因子的影響、土壤生態(tài)環(huán)境條件對西瓜尖孢鐮刀菌生長的影響、

4、休閑條件下西瓜連作障礙土的微生物多樣性和優(yōu)勢種群的變化、生物有機肥對西瓜枯萎病的防治效果等，取得了下列結果或結論。 從上海松江塑料大棚連續(xù)種植5年西瓜的土壤和沒有種植西瓜的非連作土中共獲得微生物分離物243株，經平板培養(yǎng)特征鏡檢及生理生化特征鑒定，最終確認52種。其中細菌12種，放線菌14種，真菌20種，鐮刀菌6種。非連作土中細菌12種，連作土細菌11種，比對照(非連作土)少1種。非連作土和連作土中放線菌都是12種。非連作土中真

5、菌18種，連作土中真菌20種，比對照多2種。非連作土中鐮刀菌5種，連作土中鐮刀菌5種，比對照多1種。連作西瓜后土壤中微生物豐度發(fā)生顯著變化，而多度基本不變。西瓜尖孢鐮刀菌在室內抑制土壤中83.3％的細菌、85.7％的放線菌、31.6％的真菌和20.0％的鐮刀菌。與此同時西瓜尖孢鐮刀菌也受到土壤中土著拮抗細菌Bacillus subtilis，Psedomonas putida，拮抗放線菌Spirillospora Couch(1963)

6、和Streptomyces longispororuber Krass(1941)，拮抗真菌PenicillumSimplicissimum(Oud.)Thom，Penicillium nigricans Bainier，Rhizoctonia DC.EX Fr.，Stysanus stemonite s(Pers.) Corda，Cephalosporium Corda，Westerdykella Stolk，Aspergillus

7、effusus Tiraboscbi等的競爭抑制和拮抗作用，但是拮抗細菌的拮抗作用遠小于拮抗放線菌和拮抗真菌，因而導致總體上西瓜連作土中細菌群落數量大幅下降，放線菌和真菌群落數量大幅上升。西瓜尖孢鐮刀菌對土壤中的細菌和放線菌的影響主要是營養(yǎng)競爭作用，對真菌和鐮刀菌的作用是營養(yǎng)競爭和分泌次生代謝產物拮抗。 采用人工培養(yǎng)收集西瓜根系分泌物添加到相關培養(yǎng)基中培養(yǎng)西瓜尖孢鐮刀菌，考察不同生態(tài)型西瓜根系分泌物對病原菌尖孢鐮刀菌的影響。感病

8、品種(早佳84-24)和抗病品種(京欣1號和豫星3號)根系分泌物在低濃度(<50 mg.L-1)時都能促進尖孢鐮刀菌生長，但抗病品種在較高濃度時抑制尖孢鐮刀菌生長。感病品種大大促進尖孢鐮刀菌產毒，同時開花后根系分泌物促進尖孢鐮刀菌的產毒量大于開花前。感病品種還大大促進尖孢鐮刀菌毒力因子活性提高(蛋白酶、果膠酶、纖維素酶和淀粉酶)。液相色譜分析結果顯示，抗病品種西瓜根系分泌物含有比感病品種高得多的抑制真菌酚酸(對-羥基苯甲酸、鄰苯二甲酸、

9、五倍子酸、香豆酸、肉桂酸、阿魏酸、咖啡酸、芥子酸和水揚酸)/促進真菌酚酸(香草酸和丁香酸)比值，開花后比開花前高，從而引起西瓜對病原菌不同的反應。 采用不同基因型西瓜植株腐解物提取物加入到培養(yǎng)基中，研究西瓜腐解物對枯萎病病原菌尖孢鐮刀菌的化感效應.用液相色譜儀分析了西瓜(早佳84-24、京欣1號)腐解物中的12種酚酸物質。結果顯示，感病西瓜品種(早佳84-24)腐解物中所檢測到的化學成分種類和數量少于抗病品種(京欣1號)?？共∑?/p>

10、種含有更多的抗真菌物質，其抑制真菌酚酸/促進真菌生長酚酸比為29.2:1，而感病品種則含量較少，其抑制真菌酚酸/促進真菌生長酚酸比為8.4:1。抗病西瓜腐解物抑制病菌生長和孢子形成，而感病品種則抑制生長和產孢?？共∥鞴细馕飳怄哏牭毒玖σ蜃拥拇碳ぷ饔眠h遠小于感病西瓜。所以可以推斷，西瓜抗病/感病與否和它們的植株殘體在土壤中分解產生的抑制真菌酚酸/促進真菌生長酚酸比密切相關。 在實驗室條件下，采用在培養(yǎng)基內人工添加不同酚酸(苯

11、甲酸、對-羥基苯甲酸、香豆酸、肉桂酸、阿魏酸、五倍子酸、咖啡酸、芥子酸、水揚酸、丁香酸、香草酸、鞣酸)培養(yǎng)西瓜尖孢鐮刀菌，考察這些植物體內產生和分泌的化感物質對西瓜枯萎病病原菌的影響。結果表明大多數酚酸都能抑制尖孢鐮刀菌的生長和孢子萌發(fā)(苯甲酸、對一羥基苯甲酸、香豆酸、肉桂酸、阿魏酸、五倍子酸、咖啡酸、芥子酸和水揚酸)，少部分促進菌絲生長和孢子萌發(fā)(香草酸、丁香酸和鞣酸)。抑制尖孢鐮刀菌菌絲生長的酚酸不一定抑制尖孢鐮刀菌的毒性因子(產毒

12、能力和致病酶)，促進尖孢鐮刀菌菌絲生長的不一定促進毒性因子，可能是因為菌絲生長和毒性因子的形成是兩個不同的機理和過程，酚酸對它們的作用位點和方式不同. 采用大田西瓜連作障礙土，放置水泥池中，做成土模，保持露天狀態(tài)，連續(xù)3年休閑(2005-2007)，研究西瓜連作障礙土微生物區(qū)系變化、多樣性變化、優(yōu)勢種群變化、西瓜連作障礙的主要因子尖孢鐮刀菌西瓜?；偷淖兓?，了解連作障礙土休閑條件下自然修復過程。結果表明，西瓜連作障礙土中微生物

13、多樣性發(fā)生顯著改變，微生物生態(tài)平衡破壞，經過連續(xù)3年休閑自然修復后，微生物多樣性得到恢復，土壤中優(yōu)勢細菌種群數量(豐度)增加118-177％；放線菌、真菌和病原菌種群數量減少，分別只有第1年的68-77％、63-67％和60-85％；病原菌西瓜尖孢鐮刀菌只有第1年的50％左右；土壤中細菌：放線菌：真菌：鐮刀菌比由休閑前的24000:100:4：1變化到休閑3年后的57000:100:3.5:1，但與非連作土的560000:400:8:1

14、還相差很遠，土壤逐漸由“真菌型”向“細菌型”過渡，說明連作障礙土的微生物平衡逐漸恢復，土壤生態(tài)和生產功能也將逐漸恢復。 長期大量施用化學農藥防治西瓜枯萎病已造成病菌的抗藥性上升，藥效下降，同時大量殘留在土壤和水果中的農藥還污染環(huán)境危害人體健康，因此為了農業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)平衡，有必要開發(fā)新型高效、低度、無污染的防治措施，生物防治是其中的一種。本研究中篩選幾種實驗室有一定拮抗作用的拮抗菌，經溫室滅菌土壤接種西瓜尖孢鐮刀菌后，從中選

15、擇2株有較好效果的拮抗菌(Panebacillus polymixa，Trichoderma harzianum)和有機肥(菜子餅發(fā)酵產物)混合處理，進行溫室條件下的防治西瓜枯萎病試驗。結果表明，在實驗室平板有拮抗效果的12株菌，在滅菌土壤接種西瓜尖孢鐮刀菌后30D后，只有6株表現較好的抑制效果，選擇其中2株與有機肥復配后，在溫室條件下施用到西瓜連作發(fā)病土中，栽培西瓜63D后，有機肥和生物有機肥都表現了一定的防治效果。其中0.5％有機肥