近日，國(guó)際權(quán)威期刊《Nature Communications》發(fā)表了南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院沈其榮院士團(tuán)隊(duì)張瑞福教授課題組的研究成果《General variation in the Fusarium wilt rhizosphere microbiome》。該研究通過(guò)多組學(xué)數(shù)據(jù)整合與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，系統(tǒng)揭示了致病鐮刀菌入侵下根際微生物組穩(wěn)定的變化特征，闡明了益生黃桿菌通過(guò)根系分泌物生育酚介導(dǎo)的富集機(jī)制，為土傳病害的生態(tài)防控提供了理論依據(jù)與策略。

土傳枯萎病是由鐮刀菌引起的全球性作物病害，嚴(yán)重制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。根際微生物組作為土壤健康的關(guān)鍵調(diào)控者，在抵御病菌入侵中發(fā)揮重要作用。然而，不同土壤與作物體系中，病菌侵染是否引起根際微生物組的普遍性變化，以及這種變化背后的調(diào)控機(jī)制尚不清楚。

該領(lǐng)域以往研究多集中于單一作物或局部土壤環(huán)境，缺乏跨系統(tǒng)的整合分析，限制了普適性規(guī)律的發(fā)現(xiàn)。本研究通過(guò)Meta分析整合了來(lái)自多個(gè)獨(dú)立研究的根際微生物組數(shù)據(jù)，并結(jié)合代謝組、宏基因組、轉(zhuǎn)錄組等，系統(tǒng)揭示了鐮刀菌侵染下根際微生物組的功能與結(jié)構(gòu)變化規(guī)律。此外，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了“操作性分析單元”概念，將來(lái)自不同地點(diǎn)、不同寄主植物的根際樣本，在盡可能相同的條件下進(jìn)行分組比較，以剝離環(huán)境噪音，捕捉真實(shí)的病害信號(hào)。研究發(fā)現(xiàn)鐮刀菌侵染可穩(wěn)定地改變根際細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)。其中，黃桿菌屬在發(fā)病植株根際顯著富集，并可抑制病原菌生長(zhǎng)。進(jìn)一步研究通過(guò)代謝組鑒定到發(fā)病植株根系分泌物中的生育酚顯著富集，該物質(zhì)能促進(jìn)根際黃桿菌生長(zhǎng)。黃桿菌與生育酚聯(lián)合使用可顯著降低番茄枯萎病的發(fā)病指數(shù)，并有效提升根際黃桿菌豐度。研究成果為開(kāi)發(fā)基于“有益菌-根系分泌物”協(xié)同的土傳病害生態(tài)調(diào)控策略奠定了重要理論基礎(chǔ)。

該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院博士研究生蘇律（現(xiàn)任中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所副研究員）與博士后馮海超（現(xiàn)任河南大學(xué)農(nóng)學(xué)院研究員）為共同第一作者，學(xué)校張瑞福教授與中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所燕永亮研究員為共同通訊作者，中國(guó)工程院院士沈其榮對(duì)本研究提供了重要指導(dǎo)。

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