近日，南京农业大学植物保护学院生物农药与绿色植保团队在著名微生物学期刊《Microbiology Spectrum》在线发表题为“Plant抗病相关途径通过重塑根部分泌物来招募有益细菌”的网络论文。 “ (IF=9.043) 在 ASM 下。 蜡样芽孢杆菌 AR156 治疗”研究论文。 该研究揭示了生防芽孢杆菌防治作物土传病害青枯病的新作用机制。 还阐明生防芽孢杆菌依赖植物内源SA和JA/ET信号转导途径来改变植物根系分泌物的成分。 调节植物根际微生态，限制青枯雷尔斯顿菌的感染和传播。 该研究为土传作物病害——青枯病的生物防治机制研究和防治提供了新思路。
番茄青枯病是一种由青枯菌引起的土传病害，严重限制了番茄的品质和产量，给全世界造成了巨大的经济损失。 B. cereus AR156是本实验室较早从林木根部土壤中分离得到的一种植物根部生长促进菌（PGPR）。 可有效防治番茄青枯病。 外源添加大量生防菌可以改变植物根际微生物群落的组成、物种丰富度和共生网络相关性，通过促进有益微生物或抑制根际潜在病原菌的富集来抑制土传病害的发生。 。 因此，分析生防菌、病原菌和根际微生物群之间复杂的相互作用是了解生防菌如何通过重塑根际土壤微生物群落来提高植物抗病性的关键之一。
研究结果表明，与对照组相比，B. cereusAR156处理对根际土壤微生物群产生显着影响，并招募了35个属的细菌在番茄根际富集。 B. cereusAR156引起的根际细菌群落变化与抗病信号通路变化引起的根际土壤细菌群落变化相似。 其中，Ammoniphilus、Bacillus、Bosea、Candidimonas、Flexivirga、Brevundimonas、Bordetella、Dyella 和 Candidatus_Berkiella 等 9 个属在根际的相对丰度受植物抗病相关信号通路和 B. cereusAR156 的调控。 线性相关分析表明，根际6个属的相对丰度与病原菌在根部的定殖呈显着负相关。 本研究结果还表明，B.cereusAR156对番茄青枯病的防治与SA和JA/ET信号通路有关，并且B.cereusAR156通过SA和JA/ET病害间接诱导根际细菌群落的变化抗性信号通路，从而控制青枯病。
根系分泌物是植物根部主动或被动分泌的多种生化物质。 它们不仅可以作为碳源或氮源为土壤中的微生物提供营养和能量，还可以作为信号物质来招募或抑制特定的微生物群。 它们是调节根际微生物群落组装的关键因素。 这项研究对不同番茄的根部分泌物进行了非靶向代谢组学分析。 Spearman相关分析表明，这些有益菌的相对丰度与根系分泌物的分泌有关。
本研究提出了芽孢杆菌控制青枯罗尔斯顿菌的相关模型。 1、生物防治芽孢杆菌的应用引起植物抗病相关途径的激活； 2.植物抗性相关信号进一步影响根系分泌物的变化； 3.这些变化的根系分泌物促进根际特定有益微生物的生长。 富集以限制青枯雷尔斯顿氏菌病原体的感染和传播。
图1.有益微生物通过诱导根部分泌物变化来改变根部微生态以抵抗疾病的工作模型。
用 B. cereusAR156 修正的土壤微生态抑制番茄青枯病模型。 将 B. cereusAR156 应用于植物根际可激活 SA 和 JA/ET 信号通路。 SA 和 JA/ET 信号通路的激活导致根系分泌物的变化。 根系分泌谱的变化促进根际抗病相关微生物的富集，从而限制青枯菌的感染和传播。
南京农业大学植物保护学院博士生杨丙业为该论文的第一作者。 姜春浩副教授和于益阳博士为该论文的通讯作者。 团队牛东东教授、郭建华教授，学院实验员郑英，淮阴师范学院罗玉明教授、杨伟副教授也参与了研究工作。 该研究得到国家自然科学基金、江苏省重点研发计划等项目的支持。
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