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西瓜枯萎病是西瓜栽培中常见的土传病害,由尖孢镰刀菌西瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.niveum,FON)侵染所致,已成为西瓜生产的主要限制因素。镰刀菌酸(Fusaric acid)是一种镰刀菌属都可以分泌的非特异性毒素,是FON分泌的主要毒素。本研究中,我们通过分子生物学方法,在尖孢镰刀菌的基础上,进行致病基因的敲除,获得与致病菌具有相同生态位的毒力减弱菌株,用于与野生菌竞争。盆栽实验表明其对西瓜连作障碍具有一定的缓解作用,为连作障碍的克服提供了新的技术手段。接着我们将过滤富集FON菌丝进行灭活处理,作为土壤改良剂施加,盆栽实验表明该处理改善了土壤微环境及西瓜生理指标,可以较好的缓解西瓜连作障碍。本研究中,我们选定尖孢镰刀菌中参与毒素转运的FUBT基因,对同源保守区域设计引物,获得目的基因上下游序列,以潮霉素为筛选标记进行融合PCR,最终利用同源重组,制造获得了毒素缺陷型菌株△FUBT(FO-1)。对⊿FUBT的生长和产孢量进行检验,与野生菌株没有显著性差异。缺陷菌株回接结果表明,其仍能侵染定殖西瓜。对缺陷株进行产毒检测,发现缺陷菌株毒素产生减少至26.5μg/ml(野生菌株为112.3μg/ml)。在盆栽条件下,施加缺陷菌株后,西瓜总产增加了 8.3%。土壤的微生物组成发生了一定程度的改变,细菌和放线菌数量显著增加,而真菌数量相比于对照有所减少。在开花期,坐果期和成熟期,细菌数量数量分别增加34.1%、23.0%和30.6%;成熟期放线菌数量比对照增加39%;而真菌数量相比于对照减少了 24.6%。而土壤中⊿FUBT的数量也呈现一个动态变化,坐果期数量最多为2.2×103CFU/g,对应的FON坐果期的数量降低了 16.8%。相比对照,缺陷菌株处理中,西瓜的根系活力在三个时期分别增加29%、7.5%和10%;CAT活性与对照相比,地下部分增加了 5.6%;MDA活性与对照相比,地上部分降低了14.6%;SOD活性与对照相比,地上部分增加6.2%:而POD活性与对照相比,地上、地下部分分别增加了 4%和7.3%。与对照相比,脲酶活性在开花期、坐果期和成熟期分别增加了 111.0%、15.2%和57.1%,蔗糖酶活性分别增加了51.8%、36.3%和21.3%,多酚氧化酶活性分别增加了 32.5%、76.2%和31.9%,过氧化氢酶在开花期、坐果期分别增加了 29.8%和7.7%,碱性磷酸酶在坐果期增加了 8.6%。施加的缺陷菌株,可以均衡连作土壤微生物区系,改善土壤微环境,提高西瓜抗性,进而改善了西瓜连作障碍。为了诱导土壤中拮抗、捕食尖孢镰刀菌的微生物大量富集,对尖孢镰刀菌的菌丝进行灭活处理,在连作西瓜根际大量施加。与对照相比,灭活菌丝的施加使得西瓜总产量增加了 14.0%,病情指数下降了 166.7%。灭活的菌丝体改善了土壤微生物的数量,与对照相比,灭活菌丝处理组在成熟期细菌和放线菌数量分别增加了 150.0%和100.13%,菌丝处理显著降低了成熟期的真菌数量,与对照相比减少了 150.48%。土壤中FON数量也得到了显著的抑制,与对照相比,在坐果期和成熟期分别降低52.34%、61.97%;CAT活性与对照相比,地上、地下部分分别增加1 8.94%、48.05%;MDA活性与对照相比,地上和地下部分分别降低了 66.67%、78.46%;SOD活性与对照相比,地上和地下部分分别增加了 102.45%、38.99%;而POD活性与对照相比,地上、地下部分分别增加了 55.46%和40.90%。施加的灭活菌丝抑制了 FON的数量,促进了土壤微生物多样性,改善了土壤微环境,促进了西瓜抗性酶和根系活力。我们推测灭活菌丝的施加通过诱引土壤微型动物捕食、吸引特异微生物富集、诱发西瓜抗性的方式缓解西瓜连作障碍。