2022年2月1日虎年大年初一，Nature子刊《ISME Communications》在線發(fā)表南農(nóng)大資環(huán)學(xué)院沈其榮院士團(tuán)隊(duì)LorMe實(shí)驗(yàn)室的最新研究成果《Exploring rhizo-microbiome transplants as a tool for protective plant-microbiome manipulation》。該研究通過(guò)田間原位試驗(yàn)、根際微生物組分析和宏培養(yǎng)學(xué)等研究，揭示“根際菌群移植”增強(qiáng)作物抵御土傳青枯菌生物障礙的根際微生態(tài)過(guò)程與機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，供體和受體植物根際菌群的匹配性與核心有益菌的定殖能力是移植成敗的關(guān)鍵。該研究為根際免疫的定向提升提供了新思路，為土壤生物障礙的消減提供了新的技術(shù)手段。

 

　　土傳病原菌已經(jīng)成為制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要生物障礙因子，消減土壤生物障礙是根際微生態(tài)與作物健康領(lǐng)域的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。微生物組在人體、動(dòng)物、植物等宿主健康中發(fā)揮關(guān)鍵作用，國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用腸道菌群移植手段在解決人體和動(dòng)物健康方面問(wèn)題取得了一系列突破。根際作為植物的“腸道”，定殖著大量有益微生物，在植物抗病能力形成過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。能否把抗病植物根際微生物組移植給感病品種，提升其根際免疫能力成為熱點(diǎn)問(wèn)題。

　　生產(chǎn)上，番茄種植常面臨土壤青枯菌生物障礙問(wèn)題，以茄子為砧木嫁接番茄是解決該生物障礙的常用方法。為此，LorMe實(shí)驗(yàn)室與廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所合作，嘗試將具備根際免疫能力的抗性茄子根際菌群作為供體，轉(zhuǎn)移到易被土傳青枯菌入侵的敏感番茄受體根際，建立根際菌群移植消減土壤生物障礙的方法。該研究以12種茄子為材料，在土傳青枯菌連作障礙田塊開(kāi)展三年田間原位試驗(yàn)，評(píng)估了不同品種穩(wěn)定抵御土傳青枯菌入侵的效果以及根際免疫菌群的特征。以6種抗性品種的根際菌群為供體，探究根際菌群移植處理后受體易感番茄品種Micro-Tom的健康狀況和根際菌群變化。發(fā)現(xiàn)有一種茄子的根際菌群可成功移植，超過(guò)60%的供體菌群可在受體植物根際定殖，障礙發(fā)生率降低47%。利用宏培養(yǎng)組研究發(fā)現(xiàn)，移植成功組的根際菌群以拮抗型細(xì)菌為主，尤其是來(lái)自抗性供體菌群的假單胞菌和寡養(yǎng)單胞菌等7個(gè)屬的核心有益菌的根際定殖能力，對(duì)提升敏感作物受體的根際免疫能力至關(guān)重要。該研究初步探究了根際菌群移植在提升作物根際免疫能力方面的應(yīng)用潛力，為土傳致病菌生物障礙的消減提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)方案。

 

　　該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年科學(xué)家項(xiàng)目和中央高校基本業(yè)務(wù)費(fèi)等項(xiàng)目的資助。江高飛博士為論文第一作者，我院韋中教授和廣西農(nóng)科院王益奎研究員為共同通訊作者。沈其榮院士、徐陽(yáng)春教授和賓大Francisco Dini-Andreote助理教授等參與指導(dǎo)了該項(xiàng)研究。

 

　　全文鏈接：https://doi.org/10.1038/s43705-022-00094-8