嚴(yán) 康,汪海珍?,樓 駿,2,徐建明
(1. 浙江大學(xué)土水資源與環(huán)境研究所,浙江省農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境重點實驗室,杭州 310058;2. 湖州師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院,浙江省媒介生物學(xué)與病原控制重點實驗室,浙江湖州 313000)
作物的土傳病害是指生活史中部分或者大部分存在于土壤當(dāng)中的病原體(真菌、細(xì)菌、病毒、線蟲和原生動物)在外部條件適宜時侵染植物進而引發(fā)的病害[1]。土傳病害已經(jīng)成為一個世界性的問題[2-3],危害農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。過去的幾十年里已經(jīng)開展了大量關(guān)于土傳病原微生物的研究,立枯絲核菌[4]、大麗輪枝菌[5]、尖孢鐮刀菌[6]、青枯雷爾氏菌[7]、生痂鏈霉菌[8]和根結(jié)線蟲[9]等均為常見的土傳病原體,它們具有廣泛的寄主范圍,可以引起作物減產(chǎn),造成巨大的經(jīng)濟損失。由于集約化種植、單一連作等生產(chǎn)模式,土傳病害越來越成為限制作物產(chǎn)量和質(zhì)量的重要因素[10]。此外,土傳病害的蔓延使得作物產(chǎn)量對農(nóng)藥依賴程度越來越大,進而造成環(huán)境污染的問題[11]。因此,開展土傳病害的研究并對其進行合理防控具有科學(xué)意義和實際價值。
在土傳病害的防治中,常采用的有效方法主要有:(1)化學(xué)熏蒸,如施用氯化苦、1,3-二氯丙烯與異硫氰酸甲酯等熏蒸劑[12]。溴甲烷最先作為一種土壤熏蒸劑曾被廣泛應(yīng)用于土傳病害防治中,現(xiàn)因其被確認(rèn)為是破壞臭氧層的物質(zhì)而被禁用[13];(2)嫁接或者選育一些抗病品種,如通過嫁接抗性砧木可以有效減少番茄細(xì)菌性枯萎病的發(fā)生[14];(3)在作物種植前采用高溫、蒸汽滅菌、熱水滲濾等物理方式防治土傳病害,這些物理措施不會對環(huán)境造成污染[15];(4)接種熒光假單胞菌[16]、木霉菌[17]等拮抗微生物,或使用從該拮抗微生物中提取出來的抗生物質(zhì)來防控土傳病害[3,16-17]。(5)接種可以引起作物系統(tǒng)免疫的微生物,達到促進作物生長,提高作物抗性的目的,在一定程度上避免或減少土傳病害帶來的損失[18-19]。(6)作物輪作以及田間覆蓋等農(nóng)藝措施,例如將菠蘿和香蕉進行輪作可以有效降低土壤中尖孢鐮刀菌的數(shù)量,降低下茬香蕉土傳枯萎病的發(fā)病率[10];蔡祖聰團隊報道了土壤中添加易分解有機物料并結(jié)合灌溉覆膜可達到強還原土壤滅菌作用,顯著抑制病原微生物的生長[20]。
目前關(guān)于土傳病害及其防治的研究較多,但是對該領(lǐng)域的發(fā)文數(shù)量、學(xué)科分布、發(fā)文地區(qū)、主要學(xué)術(shù)期刊、研究學(xué)者(團隊)、研究熱點及其變化趨勢等的計量分析卻鮮有報道。引文網(wǎng)絡(luò)分析工具CiteSpace 具有準(zhǔn)確、高效的特點,現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用到醫(yī)學(xué)、體育、教育以及經(jīng)濟學(xué)等多個領(lǐng)域[21],另外一個文獻計量軟件VOSviewer 亦已經(jīng)廣泛應(yīng)用到多個學(xué)科的計量研究[22]。由Web of Science(WOS)的數(shù)據(jù)庫檢索到的發(fā)文數(shù)量,可體現(xiàn)科學(xué)界對于一個領(lǐng)域的關(guān)注重視程度以及該領(lǐng)域的發(fā)展程度[23]?;?CiteSpace 得到的不同學(xué)科發(fā)文比重可反映不同學(xué)科對該領(lǐng)域的研究程度,另一指標(biāo)中介中心性則體現(xiàn)了一個學(xué)科與其他學(xué)科的交叉融合程度,且CiteSpace 中關(guān)鍵詞的突現(xiàn)分析可揭示領(lǐng)域的研究發(fā)展趨勢[24]。采用文獻計量工具VOSviewer,對主要發(fā)文國家/地區(qū)及機構(gòu)、作者進行計量分析,可得到不同國家/地區(qū)及機構(gòu)、主要研究學(xué)者(團隊)在某一領(lǐng)域中的研究程度與合作強度[25]。關(guān)鍵詞能簡要表達全文主旨,代表文章主要研究內(nèi)容,基于VOSviewer 關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò),可反映一個領(lǐng)域研究熱點[26]。CiteSpace 和VOSviewer 均可以進行作者、機構(gòu)、文獻共被引、期刊共被引的分析,但是兩者的分析結(jié)果存在差異,VOSviewer 更加接近Web of Science(WOS)的數(shù)據(jù)[27]。
本文結(jié)合CiteSpace 和VOSviewer 軟件的各自優(yōu)勢,利用 CiteSpace 對土傳病害研究領(lǐng)域?qū)W科分布及關(guān)鍵詞突現(xiàn)指標(biāo)進行分析,利用 VOSviewer軟件對主要發(fā)文國家/地區(qū)、機構(gòu)及作者合作關(guān)系進行分析,基于VOSviewer 的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò),分析該領(lǐng)域的研究熱點。同時運用HistCite 引文圖譜分析工具的重要參數(shù)即本地總引用次數(shù)(Total local citation score,TLCS)與總引用次數(shù)(Total global citation score,TGCS)來定位主要學(xué)術(shù)期刊等信息[28]。通過計量分析,全面了解土傳病害研究領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀與前沿趨勢,并對土壤科學(xué)及其工作者在該領(lǐng)域的研究展開了剖析,以期為未來土傳病害研究及防控提供理論參考。
本文文獻計量的數(shù)據(jù)來源于美國湯森路透公司(Thomson Reuters)WOS 核心合集數(shù)據(jù)庫,該數(shù)據(jù)庫被廣泛應(yīng)用于文獻計量的研究中[25]。文獻檢索的主題詞土傳病害設(shè)置為(soil borne disease)OR(soilborne disease)OR(soil-borne disease)。設(shè)置檢索時間為1990 年至2019 年,所有文獻的檢索日期為 2019 年 2 月 21 日,選定文獻類型為 Article 和Review。通過檢索,得到的文獻數(shù)量是3795 篇。
利用WOS 核心合集自帶的分析工具、CiteSpace軟件、VOSviewer 軟件與 HistCite 軟件對 1990—2019間發(fā)表的3795 篇文獻從發(fā)文量及學(xué)科分布、發(fā)文國家/地區(qū)與機構(gòu)、期刊來源、研究團隊、研究熱點及發(fā)展趨勢進行計量分析。CiteSpace 分析的節(jié)點類型(Node Types)選擇學(xué)科領(lǐng)域(Category)分析學(xué)科分布,選擇2014 年以后的關(guān)鍵詞(Keyword)突現(xiàn)指標(biāo)(Burstness)來描述近五年來的研究發(fā)展趨勢。通過VOSviewer 科研合作網(wǎng)絡(luò)來分析主要的發(fā)文國家/地區(qū)(Countries)、機構(gòu)(Origanizations)、作者(Authors)之間的合作關(guān)系,并分析節(jié)點間的連接總強度(Total link strength,TLS)?;赩OSviewer的共現(xiàn)分析(Co-occurrence),選定所有關(guān)鍵詞(All keywords)這一選項,并設(shè)置閾值(35)統(tǒng)計出現(xiàn)次數(shù)較多的關(guān)鍵詞,反應(yīng)該領(lǐng)域的研究熱點。其中,關(guān)鍵詞biological control 與biocontrol 屬于同義詞,對其進行合并。此外,利用 HistCite 中本地總引用次數(shù)(TLCS)與總引用次數(shù)(TGCS)兩個重要參數(shù)來確定土傳病害研究領(lǐng)域的主要學(xué)術(shù)期刊。
檢索結(jié)果表明發(fā)文量逐年增加(圖 1a),亦即土傳病害越來越受到人們的重視。土傳病害的研究涉及多個學(xué)科與領(lǐng)域。在 WOS 類別中發(fā)文較多的有植物科學(xué)、農(nóng)學(xué)等(圖1b)。對WOS 類別選定soil science 來精煉,歸屬到土壤科學(xué)的文獻數(shù)量增加幅度相較于植物科學(xué)來說并不大?;?WOS 核心合集檢索到的結(jié)果與蔡祖聰?shù)然诎冁溇W(wǎng)檢索到的結(jié)果一致[29],即總體發(fā)文數(shù)量上升,但是發(fā)表在土壤科學(xué)相關(guān)期刊上的文章有限(百鏈網(wǎng)檢索占比不足2%)。利用CiteSpace 進行領(lǐng)域的共現(xiàn)分析,結(jié)果表明土傳病害的研究涉及多個研究領(lǐng)域,已引起多個學(xué)科的共同關(guān)注(表1)。發(fā)文數(shù)量排在前三位的學(xué)科有植物科學(xué)、農(nóng)學(xué)、農(nóng)藝學(xué),但環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)的中介中心性最高。值得注意的是,土壤科學(xué)領(lǐng)域發(fā)文數(shù)量較少(前十學(xué)科中占比5.19%)、中介中心性低,且土壤科學(xué)在土傳病害研究領(lǐng)域與其他學(xué)科交叉有限。土壤科學(xué)在揭示土壤病原微生物生長狀況及防控上具有優(yōu)勢[29],加強土壤學(xué)工作者對土傳病害的研究將促進土傳病害和土壤學(xué)領(lǐng)域的協(xié)同發(fā)展。
圖1 1990—2019 年文獻產(chǎn)出量(a)及前十發(fā)文學(xué)科的占比(b)Fig. 1 Document output(a)and proportions of the top 10 disciplines(b)during1990-2019
表1 發(fā)文數(shù)量與中介中心性排名前十的學(xué)科Table 1 Top 10 disciplines in terms of number of papers and intermediary centrality
利用VOSviewer 可視化軟件對世界各國在土傳病害研究領(lǐng)域發(fā)文數(shù)量及各國間的合作關(guān)系進行分析,結(jié)果如圖2 所示,圖中圈的大小反映了國家/地區(qū)發(fā)文情況,連線則表示相互間聯(lián)系的密切程度。發(fā)文數(shù)量統(tǒng)計結(jié)果為,美國最多(發(fā)文1 080 篇),其次為中國(發(fā)文472 篇)。此外,澳大利亞、法國、德國、意大利、印度、西班牙、加拿大、日本等也均在土傳病害研究領(lǐng)域發(fā)表了很多優(yōu)秀論文。中國主要發(fā)文機構(gòu)包括南京農(nóng)業(yè)大學(xué)(發(fā)文80 篇)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院(發(fā)文76 篇)、中國科學(xué)院(發(fā)文43篇)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)(發(fā)文28 篇)、浙江大學(xué)(發(fā)文24 篇)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)(發(fā)文 18 篇)、南京師范大學(xué)(發(fā)文14 篇)等。
根據(jù) VOSviewer 的總聯(lián)系強度(TLS)參數(shù)值來看,美國(TLS 值為 429)、中國(TLS 值為 196)、英國(TLS 值為142)、法國(TLS 值為138)等國家在土傳病害研究領(lǐng)域的國際合作聯(lián)系密切。由圖2 中的連線可知,美國、澳大利亞、加拿大、日本等在土傳病害問題的研究上與中國合作緊密。另由機構(gòu)合作分析網(wǎng)絡(luò)中可見,美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究組織(USDA ARS)與論文產(chǎn)出各主要機構(gòu)的合作關(guān)系密切(圖 3),總聯(lián)系強度參數(shù)(TLS)大小為美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究組織(USDA ARS,TLS 值為155)、華盛頓州立大學(xué)(Washington State Univ,TLS值為82)、法國農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院(INRA,TLS 值為71)、佛羅里達大學(xué)(Univ Florida,TLS 值為 66)。由圖3 中的連線可見,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國農(nóng)科院、浙江大學(xué)、美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究組織、中國科學(xué)院等機構(gòu)均有較密切合作。
圖2 論文產(chǎn)出國之間的合作Fig. 2 Cooperations between paper contributor countries
圖3 論文產(chǎn)出主要機構(gòu)之間的合作Fig. 3 Cooperations between main paper contributor institutions
由HistCite 軟件分析結(jié)果可見,發(fā)文數(shù)量TOP3的期刊是Plant Disease(發(fā)文 193 篇)、European Journal of Plant Pathology(發(fā)文 148 篇)和Crop Protection(發(fā)文136 篇)。本地引用次數(shù)(TLCS)、總引用(TGCS)次數(shù)較高的期刊有Phytopathology、Plant Disease等,其中大多數(shù)期刊被歸類至植物科學(xué)(Plant Science)中,也有典型的土壤科學(xué)期刊如Soil Biology & Biochemistry和 Applied Soil Ecology等,但是發(fā)表在這些期刊上的文章數(shù)量遠(yuǎn)少于植物科學(xué)的相關(guān)期刊(表 2)。土傳病害研究領(lǐng)域主要的發(fā)文期刊中影響因子較高的有:Soil Biology & Biochemistry(6.065)、Plant Disease(3.770)、Plant and Soil(3.761)以及Applied Soil Ecology(3.714)等。
表2 1990—2019 年土傳病害研究領(lǐng)域研究發(fā)文量排名TOP10 期刊Table 2 Top10 journals in terms of number of papers published addressing soil borne diseases during the 1990—2019
如圖4 所示,圓圈大小表示發(fā)文數(shù)量的多少,圖中僅顯示合作關(guān)系密切的作者之間的聯(lián)系。由發(fā)文數(shù)量上來看,Shen Qirong(沈其榮,發(fā)文50 篇)、Gilligan Christopher A(發(fā)文 19 篇)、Mazzola Mark(發(fā)文17 篇)、Weller David M(發(fā)文16 篇)、Cao Aocheng(曹坳程,發(fā)文14 篇)、Cai Zucong(蔡祖聰,發(fā)文10 篇)等是土傳病害研究領(lǐng)域高產(chǎn)作者。另根據(jù)VOSviewer 的總聯(lián)系強度參數(shù)(TLS)分析表明,沈其榮(TLS 參數(shù)為127)、曹坳程(TLS 參數(shù)為71)、王秋霞(TLS 參數(shù)為71)、顏冬冬(TLS參數(shù)為71)等與該領(lǐng)域其他作者間合作密切。
2.5.1 生物防控 關(guān)鍵詞簡要表達全文主旨,代表文章主要研究內(nèi)容,一個關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率越大,表示相關(guān)主題受關(guān)注程度就越高。biocontrol 是出現(xiàn)次數(shù)最高的關(guān)鍵詞,出現(xiàn)次數(shù)766 次,表明對于土傳病害的生物防控是目前研究的熱點(圖5)。在關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中與 biocontrol 關(guān)系密切的有根際(rhizosphere)、哈茨木霉(Trichoderma harzianum)、熒光假單胞菌(Pseudomonas fluorescens)、系統(tǒng)抗性(systemic resistance)、立枯絲核菌(Rhizoctonia solani)、尖 孢 鐮 刀 菌 (Fusarium oxysporum)、 機 制(mechanisms)、抑制(suppression)、多樣性(diversity)、生長(growth)、土傳病原微生物(soil-borne pathogens)、熏蒸(fumigation)、存活(survival)等(圖5)。
以青枯病為例,目前生物防控青枯病致病性勞爾氏菌的措施主要分成兩個方面:(1)從田間植物根際土壤中篩選出拮抗菌來防控青枯病。如圖 5所示,生物防控關(guān)鍵詞與一些典型拮抗菌(熒光假單胞菌、木霉等)關(guān)系密切。拮抗微生物如哈茨木霉、熒光假單胞菌均為土傳病害生物防治的潛力菌株[16-17]。有研究報道施用含有木霉的生物有機肥可以明顯降低根際土壤中勞爾氏菌的相對豐度,對煙草的青枯病有一定的防控效果[30]。(2)利用無致病力的勞爾氏菌抑制致病性勞爾氏菌的生長。有研究表明將無致病力的勞爾氏菌接種于番茄土壤中,無致病力的病原微生物可抑制致病菌的生長[18]。此外,目前熏蒸結(jié)合生物防治的方法能在較大程度上減少土壤中病原微生物的相對豐度,抑制土傳病害[3]。
圖4 重要作者之間的合作關(guān)系Fig. 4 Cooperations between major authors.
圖5 關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)Fig. 5 Keywords co-occurrence network
2.5.2 重點關(guān)注的病原微生物 這些高頻關(guān)鍵詞中,出現(xiàn)頻數(shù)排名前四的土傳病原微生物分別是立枯絲核菌(Rhizoctonia solani)、大麗輪枝菌(Verticillium dahlia)、尖孢鐮刀菌(Fusarium oxysporum)和青枯雷爾氏菌(Ralstonia solanacearum)等典型的病原微生物,出現(xiàn)頻數(shù)排名前三名的均為典型的真菌病害,也反映了土傳病原微生物中真菌占主導(dǎo)地位。這些土傳病原微生物寄主范圍廣,且會使重要的糧食經(jīng)濟作物減產(chǎn)甚至絕收,造成巨大的經(jīng)濟損失[4-7]。如禾本科作物(玉米、水稻等)、豆科(大豆、花生等)、茄科(煙草、馬鈴薯等)、十字花科(如油菜)等均為立枯絲核菌的侵染對象[4]。立枯絲核菌能廣泛適應(yīng)土壤的溫度濕度條件,具有很強的生存能力[4]。大麗輪枝菌是一種典型的土傳病原微生物,可以引起作物患黃萎病,并且能以微菌核的形式長時間存活在土壤當(dāng)中,很難控制[5]。尖孢鐮刀菌導(dǎo)致香蕉的枯萎病,造成巨大的經(jīng)濟損失[3]。青枯雷爾氏菌是一種典型的細(xì)菌性病害,寄主范圍很廣,包括多種重要的經(jīng)濟作物,通過傷口或根尖、裂縫進入到根部、并侵入植物木質(zhì)部導(dǎo)管,阻礙植物水分運輸[7]。
2.5.3 土傳病害研究熱點聚類 根據(jù)關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)(圖 5),土傳病害研究領(lǐng)域關(guān)鍵詞可以劃分為四個聚類,圖中不同的顏色表示不同的聚類。關(guān)鍵詞聚類一主要是土傳病害的熏蒸和田間管理措施,包括的主要關(guān)鍵詞有amendments(改良)、biofumigation(生物熏蒸)、crop rotation(輪作)、fumigation(熏蒸法)、management(管理)、methyl bromide(溴甲烷)、tillage(耕種)等。關(guān)鍵詞聚類二主要是土傳病害的生物防控,在本聚類中涵蓋了典型的拮抗微生物,包括的主要關(guān)鍵詞有biocontrol(生物防控)、Bcillus subtilis(芽孢桿菌)、Clar mycorrhizal( 叢 枝 菌 根 )、Fuorescent pseudomonads(假單胞菌)、Trichoderma harzianum(哈茨木霉)、bacterial communities(細(xì)菌群落)、antifungal activity ( 抗 真 菌 活 性 )、 microbial communities(微生物群落)、rhizosphere(根際)、rhizobacteria(根際細(xì)菌)、systemic resistance(系統(tǒng)抗性)等。關(guān)鍵詞聚類三主要是植物對土傳病害誘導(dǎo)抗性及其機制, 包括的主要關(guān)鍵詞有Arabidopsis-thaliana(擬南芥)、colonization(定殖)、gene(基因)、gene expression(基因表達)、infection(感染)、protein(蛋白)、salicylic acid(水楊酸)、systemic acquired-resistance(誘導(dǎo)抗病性)等。水楊酸是植物啟動自身免疫機制,抵御外界病原微生物入侵過程中的關(guān)鍵信號分子,參與植物對生物和非生物的脅迫的應(yīng)答[31]。關(guān)鍵詞聚類四主要是土傳病原微生物及相關(guān)分子研究技術(shù),包括的關(guān)鍵詞有1st report(初次報道)、climate change(氣候變化)、diversity(多樣性)、ecology(生態(tài))、genetic diversity(遺傳多樣性)、genome(基因組)、real-time PCR(實時熒光定量 PCR)、markers(標(biāo)記)、strains(菌株)、transmission(傳播)、virulence(毒性)、quantification(量化)等。需要指出的是,對土傳病原微生物的數(shù)量生態(tài)學(xué)研究越來越引起了重視,利用現(xiàn)代分子生物學(xué)手段對土壤中病原微生物(特定基因)定量的相關(guān)研究越來越多[3,10]。
基于 CiteSpace 對土傳病害研究領(lǐng)域關(guān)鍵詞突現(xiàn)指標(biāo)的分析,選擇 2014 年以后的突現(xiàn)詞來描述近五年來的研究發(fā)展趨勢(表 3)。通過對研究熱點(圖5)及關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析(表3),進行總結(jié)與歸納,可以發(fā)現(xiàn)目前土傳病害研究領(lǐng)域主要呈現(xiàn)以下幾個研究趨勢。
2.6.1 土壤微生物多樣性與土傳病害間的關(guān)系
關(guān)鍵詞突現(xiàn)指標(biāo)中,多樣性(diversity,16.967)、微生物群落(microbial community,11.230)、細(xì)菌群落(bacterial community,10.826)等有很高的突現(xiàn)強度(表3),這些關(guān)鍵詞在關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)次數(shù)也較高(圖5)。高通量測序技術(shù)的發(fā)展極大推動了對微生物群落與多樣性等的理解,為探求病原微生物與土壤微生物群落間的交互作用提供了有力手段[3,10],并使得在基因水平上研究土壤微生物成為了可能。通過研究土壤微生物多樣性對功能明確的典型土傳病原微生物(如2.5.2 中所提及)存活及其侵入寄主植物的影響,可明晰土壤微生物多樣性與土傳病害間的關(guān)系[29],并對高效防控土傳病害、挖掘土壤微生物多樣性與功能信息以及土壤生物學(xué)的發(fā)展起到推動作用。
2.6.2 寄主植物與病原微生物間的關(guān)系 植物生長(plant growth,14.161)、尖孢鐮刀菌(Fusarium oxysporum,11.753)、擬南芥(Arabidopsis-thaliana,11.658)與根際微生物組(rhizosphere microbiome,9.341)等突現(xiàn)強度也較高,在關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中也出現(xiàn)了典型病原微生物與易感植物(圖5)。其中,擬南芥(Arabidopsis-thaliana)是研究植物病害的模式植物,擬南芥的植物微生物組在植物免疫中發(fā)揮重要作用[32]。需要指出的是,自2017 年以來關(guān)于根際微生物組的研究逐漸引起重視(表 3),土傳病原微生物和根際微生物相互關(guān)系是決定作物健康生長的關(guān)鍵因素[1]。植物根際有益菌和有害菌共同互作決定寄主植物的健康生長,研究土傳病害發(fā)生的根際微生態(tài)機理將加深對土傳病害的認(rèn)識,獲得更有效的土傳病害防控措施。
表3 近5 年關(guān)鍵詞突現(xiàn)指標(biāo)Table 3 Keywords with the strongest citation bursts in the recent 5 years
2.6.3 土傳病害防控機制與技術(shù) 首次報道(1st report,14.052)、毒性(virulence,13.795)、有機改良劑(organic amendment,7.318)等的突現(xiàn)強度也較高(表3)。首次報道(1st report)的論文主要關(guān)注于土傳病害防控機制的研究,如Shrestha 等[33]首次報道蘇云金芽孢桿菌可以降解病原真菌的細(xì)胞壁,在一定程度上抑制了菌核病。毒性(virulence)往往是指一些病原微生物會釋放有毒的代謝物質(zhì),近期有研究表明生物炭的添加有利于在植物根附近去除毒力因子,降低病原微生物對植物的危害作用[34]。此外,有機改良劑(organic amendment)的合理施用在一定程度上可抑制土傳病害的發(fā)生與蔓延。如沈其榮團隊長期從事土壤微生物與有機(類)肥料的研究與開發(fā)工作,前期工作中篩選到大量土傳病原微生物的拮抗菌,如SQR9、NJN-6 等均對病原微生物生長具有明顯抑制作用[35-36],并將拮抗菌制備成生物有機肥,且結(jié)合土壤熏蒸更能減少土壤中病原微生物相對豐度,起到抑制土傳病害的作用[3]。高效、綠色及長效的土傳病害防治技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用,仍將是該領(lǐng)域未來的一個研究重點。
全球范圍內(nèi)對土傳病害相關(guān)研究重視程度越來越高。土傳病原微生物屬于土壤生物的研究范疇,病原微生物存活在土壤環(huán)境中,土壤學(xué)工作者對土傳病害及其生物防控研究的重視將對土壤學(xué)的發(fā)展起到一定的推動作用。美國、中國、澳大利亞、法國等國家在該領(lǐng)域發(fā)文較多,相互合作密切。土傳病害研究領(lǐng)域主要的發(fā)文期刊主要有PlantDisease、European Journal of Plant Pathology和Crop Protection, 本地應(yīng)用次數(shù)較高的期刊有Phytopathology和Plant Disease等。國內(nèi)學(xué)者沈其榮、曹坳程、蔡祖聰?shù)仍谕羵鞑『ρ芯款I(lǐng)域均發(fā)表了較多文章,研究方向有所側(cè)重。典型的土傳病原微生物有立枯絲核菌、大麗輪枝菌、尖孢鐮刀菌、青枯雷爾氏菌等,生物防控是土傳病害的研究熱點,根據(jù)關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)主要可以分為土傳病害的熏蒸和田間管理措施、土傳病害的生物防控、植物對土傳病害誘導(dǎo)抗性及其機制及土傳病原微生物及相關(guān)分子研究技術(shù)等4 大類。隨著高通量測序的發(fā)展,極大地擴展了對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的理解,近些年來對微生物群落、根際微生物的研究已逐年增加。土傳病害未來研究趨勢主要集中于土壤微生物多樣性與土傳病害間的關(guān)系、寄主植物與病原微生物間的關(guān)系及土傳病害防控機制與技術(shù)等方面。