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青枯病是由革兰氏阴性土传植物病原细菌青枯菌导致的一种作物毁灭性枯萎病害,广泛分布于热带、亚热带和温带地区,是世界上分布最广、造成损失最严重、防治最困难的十大植物细菌病害之一(青枯菌排第二名)。青枯菌可在土壤中长期存活,主要通过宿主植物根部自然开口或伤口侵入根部皮层并迁移到植物导管内,随后迅速繁殖并大量分泌粘稠状胞外多糖类物质堵塞导管水分运输,导致植物快速萎蔫死亡。氮素是植物生长必需的大量营养元素,但过量投入可能会导致青枯病发生。本文以此为出发点,首先研究不同氮磷钾水平对烟草青枯病发生的影响,并揭示高氮投入促进青枯菌侵染烟草的机理,具体结果如下:(1)基本培养液中青枯菌对不同氮磷水平的响应:N0严重抑制青枯菌生长,接种48h后OD600=0.10;N0.25可使青枯菌较好生长,接种48h后OD600=0.84,显著低于其它较高N水平;N0.5可完全满足青枯菌生长,接种48h后OD600=1.26,和N0.75、N1.0、N1.25、N1.5效果相等。P0严重抑制青枯菌生长,接种48h后OD600=0.18;P0.25及更高水平可完全满足青枯菌生长,接种48h后OD600大于1.0,但OD600随磷浓度升高而呈下降趋势。三型分泌系统(T3SS)在青枯菌从土壤侵染宿主根部过程具有重要作用,基本培养液中不同氮、磷水平也显著影响青枯菌T3SS转录表达水平:青枯菌T3SS在N0水平下几乎不转录表达,但在N0.5水平下最高,约为传统(N1P1)水平的2倍,更高N浓度抑制T3SS转录表达;T3SS在P0水平下可以微弱表达,约为传统水平下的40%,在P1.0水平下表达最高,更高P浓度抑制T3SS转录表达。(2)“3414”试验研究不同氮磷钾水平对盆栽烟草青枯病发生的影响及不同氮水平下接种方式对烟草青枯病发生的影响:“3414”试验确定高氮处理(N3P2K2)诱发烟草感染青枯病,烟草最终全部感病死亡。不同氮水平下以叶面注射方式将青枯菌直接注射到烟草体内,虽发病速度有快慢,但烟草最终都会枯萎死亡;以灌根形式让青枯自然侵入烟草根部时,烟草发病程度与施氮水平正相关,具体现为N3>N2>N1>N0,其中N0水平下烟草发病程度最低,只有6%的烟草发病枯萎,表明不同施氮处理影响了青枯菌对烟草根际的侵染过程。(3)不同施氮处理对烟草生长发育的影响:施用氮肥显著促进烟草生长发育,提高烟草根系鲜重、地上部鲜重,株高,但降低了根长长度;相对于不接菌处理,接种青枯菌显著影响烟草生长发育,降低根系鲜重,不影响烟草根尖根毛形成,但显著破坏烟草根部皮层结构,根尖表层细胞死亡指数随施氮量增加而显著升高,其中N3水平下根细胞死亡指数最大,分别是N0、N1、N2水平的16倍、5.1倍、2.1倍。(4)青枯菌在烟草根际对不同施氮处理的响应:不同施氮量显著影响青枯菌在根际土和非根际土中生长,如灌根接种5天后,N3水平下根际土和非根际土中菌数(菌落形成数,cfu)分别为N0水平下菌数的8.1倍和3.7倍。接种青枯菌1、3天后,N3水平下青枯菌表达水平显著高于N0,但接种5天后施氮量并不影响土壤中青枯菌T3SS表达水平。总概:过量施氮肥更利于青枯菌在烟草根际范围定殖,更利于青枯菌破坏烟草根部表层,造成根细胞死亡,利于青枯菌侵染烟草植株根系,从而促进烟草青枯病发生。