作者:游川,杨天杰,周新刚,王孝芳,徐阳春,沈其荣,韦中.
卷期:《土壤学报》2024年第61卷第5期
引 言
01
根系分泌物中的“利病”、“压益”和“自毒”物质
本文将对病原菌有趋化作用、促进病原菌快速增殖和根际定殖的根系分泌物组分统称为“利病”物质。根系分泌物中的“压益”物质指扰乱根际微生物群落,抑制有益微生物类群丰度或功能的物质。连作根系分泌物的积累不仅影响根际病原菌和土著微生物的生长与功能,也会直接影响植物的生长和抗性,该类物质称为“自毒”物质(表1)。
02
连作根系分泌物促进土传病害发生机制
土传病原菌侵染作物的前提是能够在土壤存活并在根际定殖,这依赖于土壤和根际中一些能够促进病原菌生长的小分子物质。某些根系分泌物可被土传病原菌高效利用,保障病原菌在休耕土壤中的存活,病原菌受到这些信号物质(趋化性物质)的刺激后,从土体向寄主植物根际迁移,在根际定殖形成生物膜,并发挥其致病能力(图1,假说1)。土壤微生物群落是帮助植物根际抵御病原菌入侵的重要防线。连作积累的根系分泌物可通过抑制根际有益微生物丰度,使群落产抑菌次生代谢物的能力减弱,同时根际有益微生物的丰度降低,释放出大量生态位,增加土传病原菌的入侵概率(图1,假说2)。自毒物质对植物根系造成的生理毒害,如损伤植物根系细胞膜通透性、根系活力和系统抗性等能力,使其抵御病原菌入侵的最后一道“防线”破损,难以阻碍病原菌的入侵,最终加剧土传病害的爆发(图1,假说3)。
图1 根系分泌物加剧土传病害发生的假说
03
基于根系分泌物的连作障碍缓解策略
图2 基于根系分泌物的连作障碍缓解策略
04
展 望
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