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Microorganisms 河南省农业科学院蔬菜研究所的杨凡副研究员及其团队——根际微生物群落对黄瓜枯萎病抑制的影响

2024-10-11 17:17

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研究介绍

黄瓜枯萎病是由特定病原体引起的一种严重的土传病害，具有极强的破坏性，且因为病原体能在土壤中长期存活，导致防治工作非常困难，对黄瓜产量和品质构成重大威胁。传统的化学防治方法虽然在短期内有效，但长期过量使用化学农药会扰乱根际微生态平衡，导致生态环境脆弱，农业生物多样性下降，并可能引起环境污染和病原菌抗药性问题。因此，探索更为环保和可持续的防治措施变得尤为重要。

河南省农业科学院蔬菜研究所的杨凡副研究员及其团队于2023年7月14日在 Microorganisms 期刊发表了题为“Effects of Rhizosphere Microbial Communities on Cucumber Fusarium wilt Disease Suppression”的研究论文。该研究通过对枯萎病发病严重、轻微及健康的黄瓜根际土壤理化性质进行微生物组分析等，揭示影响黄瓜枯萎病发生或抑制的关键微生物因子，为黄瓜枯萎病的生物防治提供科学依据。

研究内容与结果

研究人员在河南省安阳市内黄县井店镇的黄瓜种植区采集根际土壤样本，分析了在不同发病程度下黄瓜根际土壤的理化性质并借助高通量测序技术探究了微生物群落差异。研究发现，健康和易感病黄瓜根际土壤中的交换性钙含量水平差异与枯萎病的发生有显著的相关性。研究进一步筛选出与枯萎病抑制相关的潜在生物标记菌属，如SHA_26、Sub-group_22、MND1等细菌，以及Chaetomium、Olpidium和Scopulariopsis等真菌，这些微生物可能通过营养竞争、毒素产生、根系分泌物的影响以及激活植物免疫系统等途径抑制病原菌的生长。此外，研究还预测了健康土壤中根际微生物群落的功能，细菌群落功能，主要富集通路在四环素生物合成、硒化合物代谢、脂多糖生物合成等，而真菌群落的功能则主要与粪腐养、外生菌根和土壤腐养等生态功能有关。

最后本研究团队通过绘制模式图，揭示环境因素和根际微生物群落间可能通过四种作用机制来抑制黄瓜枯萎病的发生，这些途径包括微生物与病原菌的营养和空间竞争、微生物产生的抑制病原菌生长的代谢产物、微生物对根系分泌物的影响，以及微生物激活植物免疫系统的机制。