11月20日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院、農(nóng)林生物安全全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高學(xué)文、顧沁教授團(tuán)隊(duì)在《Cell Host & Microbe》上發(fā)表題為“KeystonePseudomonasspecies in the wheat phyllosphere microbiome mitigate Fusarium head blight by altering host pH”的研究論文。小麥赤霉病是威脅全球農(nóng)業(yè)生物安全的重大真菌病害，研究發(fā)現(xiàn)赤霉病菌侵染小麥時(shí)，會(huì)通過(guò)誘導(dǎo)寄主堿化來(lái)增強(qiáng)自身致病力。與此同時(shí)，小麥穗部的天然微生物群落中潛藏著一類(lèi)能夠“以酸制堿”的守護(hù)者——寄主酸化型假單胞菌。這些細(xì)菌在赤霉病菌侵入時(shí)被招募至麥穗，分泌有機(jī)酸降低病原菌誘導(dǎo)的寄主堿化效應(yīng)，從而有效抑制赤霉病發(fā)生。該發(fā)現(xiàn)揭示了寄主、病原菌與有益微生物間圍繞pH的精妙博弈，并展示了通過(guò)調(diào)控寄主微環(huán)境實(shí)現(xiàn)作物綠色防控的新思路。

近年來(lái)，由于氣候變化、大面積小麥/玉米輪作和秸稈還田等因素的影響，赤霉病在我國(guó)呈加重發(fā)生態(tài)勢(shì)，嚴(yán)重威脅我國(guó)農(nóng)業(yè)生物安全和糧食安全。在該研究中，作者揭示了小麥穗部微生物群落在病原菌侵染過(guò)程中通過(guò)調(diào)控寄主局部pH參與病害進(jìn)程的關(guān)鍵微生態(tài)機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，赤霉病菌侵染小麥穗部時(shí)，會(huì)通過(guò)誘導(dǎo)寄主組織堿化來(lái)增強(qiáng)其致病力。而有趣的是，小麥穗部天然微生物群中潛伏著一類(lèi)能夠“以酸制堿”的功能微生物——寄主酸化型假單胞菌。隨著病原菌的侵入，這類(lèi)假單胞菌在穗部富集，并通過(guò)分泌多種有機(jī)酸降低病原菌誘導(dǎo)的寄主堿化效應(yīng)，從而抑制赤霉病發(fā)生。

值得注意的是，寄主酸化型假單胞菌的富集與有機(jī)酸分泌并非簡(jiǎn)單的被動(dòng)反應(yīng)，而是病原菌—寄主—微生物三方互作下的精細(xì)化生態(tài)調(diào)控過(guò)程。它們通過(guò)主動(dòng)調(diào)節(jié)小麥穗部微環(huán)境，破壞病原菌的堿化侵染策略，從而構(gòu)建有利于寄主防御的“酸性微生態(tài)屏障”。為驗(yàn)證這一機(jī)制在赤霉病防控中的應(yīng)用潛力，研究團(tuán)隊(duì)連續(xù)兩年開(kāi)展了赤霉病的防效試驗(yàn)。結(jié)果顯示，寄主酸化型假單胞菌代表菌株（黎巴嫩假單胞菌HacidP1）在田間表現(xiàn)出穩(wěn)定的防病能力，對(duì)小麥赤霉病的防控率達(dá)60%以上，驗(yàn)證了微生物介導(dǎo)的“酸化防病”理論在赤霉病防控中的應(yīng)用潛力，為小麥赤霉病的可持續(xù)治理提供了微生態(tài)干預(yù)的新思路。

近年來(lái)，顧沁教授團(tuán)隊(duì)在小麥—赤霉病菌—微生物組互作中的pH攻防機(jī)制研究上持續(xù)取得突破。揭示了病原菌通過(guò)分泌RALF小肽突破小麥酸性防線(xiàn)實(shí)現(xiàn)侵染的機(jī)理（Plant Biotechnology Journal, 2024）；發(fā)現(xiàn)了赤霉病菌響應(yīng)堿化的麥穗微環(huán)境后，抑制鐵吸收基因表達(dá)，幫助病原適應(yīng)高鐵脅迫并擴(kuò)展侵染的分子機(jī)制（Nucleic Acids Research, 2022）。在此基礎(chǔ)上，本研究發(fā)現(xiàn)小麥穗部富集的寄主酸化型假單胞菌，通過(guò)分泌有機(jī)酸降低病原菌誘導(dǎo)的寄主堿化，從而調(diào)控麥穗微環(huán)境抑制赤霉病菌侵染（Cell Host & Microbe, 2025）。這一系列研究系統(tǒng)揭示了赤霉病菌—寄主—微生物三方圍繞pH微環(huán)境展開(kāi)的攻防博弈，為開(kāi)發(fā)赤霉病綠色防控技術(shù)提供了新思路。

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院博士研究生徐鈺姣、汪志遠(yuǎn)為論文第一作者，顧沁教授為論文的通訊作者，高學(xué)文教授和資環(huán)學(xué)院熊武教授為論文的共同通訊作者。論文得到南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資環(huán)學(xué)院沈其榮院士、烏得勒支大學(xué)Roeland L. Berendsen研究員、賓夕法尼亞州立大學(xué)Francisco Dini-Andreote教授、首爾大學(xué)Yin-Won Lee教授的指導(dǎo)，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植保院伍輝軍教授、江蘇省農(nóng)科院劉馨研究員等也參與了本研究工作。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省杰出青年基金、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)濱江基石計(jì)劃的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.chom.2025.10.016