杉木连栽土壤中毒与真菌毒素的研究

本论文报道了杉木连栽土壤中毒与真菌毒素的研究结果。研究结果表明：杉木连栽土壤致害真菌随杉木连栽代数的增加而显著增加，在国内外首先提出了杉木连栽土壤尖抱镰刀菌及其分泌的毒素对杉木生长的危害，是造成杉木连栽障碍的重要原因，并据此提出了克服杉木连栽障碍的PGPR生物调控技术措施，见到了可喜的苗头。以绿豆、小麦、白菜为指示植物对杉木连栽土壤进行的毒性检测结果，随杉木连栽代数的增加，杉木土壤对指示植物一绿豆、小麦、白菜的抑制作用呈现加强的趋势，表明杉木连栽导致土壤毒性物质的积累。为了探明土壤毒性物质来源，我们调查了不同连栽代数杉木土壤微生物区系变化情况，发现随连栽代数的增加，细菌、放线菌数量明显减少；而真菌数量随连栽代数的增加而显著增加，不同连栽代数杉木土壤真菌经PCR-DGGE分析显示：杉木连栽对土壤真菌多样性、群落结构、丰富度影响较大。随连栽代数的增加，土壤真菌生物多样性降低，镰刀菌等一些重要致害真菌类群急剧富集。用生物检测的方法从连栽杉木土壤中分离得到5株对杉木具有抑制作用的菌株，对两株毒性最强的菌株采用经典和现代分类鉴定方法，鉴定结果表明：SFZ为尖抱镰刀菌萎蔫专化忆仁（Fusariumoxysporumf.sp.vasinfectum）；SF31为正青霉（Eupenicilliumbrefeldianum），这两株真菌中SF2对杉木的毒害作用尤为突出，其发酵液在64倍稀释浓度下仍能强烈抑制杉木种子的发芽和生长，表明尖抱镰刀菌萎蔫专化性及其分泌的毒素是造成杉木连栽障碍的重要原因。我们对致害真菌SFZ发酵液经预处理、萃取、硅胶柱层析、制备薄层层析等步骤进行分离纯化得到了毒素粗结品，并进行了质谱检测，与已知的镰刀菌毒素一丁烯酸内酉爵目比较，推测质核比244为丁烯酸内酷的一种。连栽杉木土壤中毒的生物调控初步研究结果表明：519、B25和MB-97三种抗真菌混合PGPR菌剂在杉木林间微区实验应用4个月，能显著促进连栽土壤杉木幼苗的生长，缓解杉木连栽土壤中毒症状。对PGPR定殖能力检测显示：6个月后能检测到大量519存在于杉木土壤中，说明在这种特定的环境下，S19能生存并取得优势地位，有很好的定殖能力，表明S19可能对调控杉木土壤中毒具有良好的应用前景。同时，这一实验结果也是连栽杉木土壤中毒性物质来源于土壤真菌的有力佐证。