黄瓜枯萎病主要为尖孢镰刀菌侵染引发的一类真菌土传病害，近年其发病率持续攀升，对种植业经济效益和农业可持续发展构成严峻威胁。生物防治常利用生防菌产抑菌物质的能力来抑制病原菌的生长，展现了环境友好的优势，但其易受环境影响且生防机制较为单一。多菌株复合可以通过功能互补性增强拮抗效能，显著提升生防菌群的稳定性及综合防控潜力。然而，合成微生物群落也是一项复杂且具有挑战性的研究，其通常需要考虑菌株数量、菌株之间的生态相互作用等问题。故而，探究并选择适宜的培养条件对于合成微生物群落至关重要。

近日，河南省农业科学院蔬菜研究所杨凡博士在 Microorganisms 期刊发表了一篇关于构建新型拮抗细菌组合以增强对黄瓜枯萎病的生物防治效果的文章。该文章组合了三株对黄瓜枯萎病具有强防治作用且互相兼容的生防菌——贝莱斯芽孢杆菌Bacillus velezensis VJH504、多粘类芽孢杆菌Paenibacillus polymyxa PJH16和枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis JNF2，优化了培养条件以达合成微生物群落的最佳生长条件，并对混合菌群的抗病和促生能力进行了评价，为开发高效复合微生物制剂提供一定的理论基础。

研究过程与结果

1.优化合成微生物群落的培养条件

研究人员通过单因素试验、正交试验和响应面设计方法，对合成微生物群落的培养条件进行了优化。通过对比不同种类及比例的碳源 (如葡萄糖、麦芽糖、果糖、蔗糖和可溶性淀粉)、氮源 (如牛肉膏、蛋白胨、酵母提取物、胰蛋白胨、大豆蛋白胨和硫酸铵) 以及无机盐 (如氯化钠、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、碳酸钙、硫酸镁和硫酸锌) 对OD₆₀₀值和抑菌率的影响，确定最优培养基成分组合。根据试验结果，筛选出的最佳培养基成分为：3%葡萄糖、2%酵母提取物、1%磷酸氢二钾。

此外，通过响应面优化培养参数，确定了混合菌液的最佳培养条件。具体条件为：接种量200 μL、转速171 rpm、培养时间21.6 h、温度30℃、初始pH 7.0。在该条件下，发酵液的OD₆₀₀的预测值可达3.16。后续实验验证表明，在相同条件下所得发酵液OD₆₀₀值为3.17，与模型预测值结果相近，验证了该培养条件的可靠性，可以用于进一步的实验研究。

2.合成微生物群落的生防、促生效果

以只接种 FOC 的黄瓜幼苗为对照组，测定复合菌液、单一菌液和化学杀菌剂对黄瓜枯萎病的防治效果。研究结果表明，复合菌液对黄瓜枯萎病的相对防治效果为93.4％，优于单一菌株和化学农药噁霉灵，同时可以促进黄瓜幼苗的生长。

图为合成微生物群落的防治效果。(A) 合成微生物菌群的防治效果；(B) B. velezensis VJH504的防治效果；(C) P. polymyxa PJH16的防治效果；(D) B. subtilis JNF2的防治效果；(E) 噁霉灵的防治效果；(F) 只接种 FOC 的黄瓜幼苗。

研究总结

该研究合成了由三株芽孢杆菌组成的高效复合微生物群落，通过正交试验和响应面法优化了培养基及培养条件，有效提升了菌群浓度和抑菌能力。盆栽实验验证了复合菌液不仅对黄瓜枯萎病具有优异的防治效果，且兼具促生作用。研究结果为开发稳定、多功能的复合微生物群落提供了理论和技术支持，对绿色防控土传病害具有重要的意义。该团队未来将进一步探索菌株间的协同机制及其对其他作物病害的适用性。

原文出自 Microorganisms 期刊：https://www.mdpi.com/3127964

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/microorganisms

Microorganisms 期刊介绍

主编：Nico Jehmlich, UFZ-Helmholtz Centre for Environmental Research, Germany

期刊主题涵盖微生物学的各个研究领域，主要发表环境、植物、食品、肠道、医药、技术等微生物相关领域的学术文章。现已被 SCIE (Web of Science)、PubMed (NLM)、Scopus 等重要数据库收录。

2023 Impact Factor：4.1

2023 CiteScore：7.4

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