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捕食性粘細菌防控土傳枯萎病的機制被揭示

2020-04-25 12:22:02來源:中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所作者:查靜
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    近日,中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所農業微生物資源團隊張瑞福研究員與南京農業大學生科院崔中利教授合作研究揭示了捕食性粘細菌防控土傳枯萎病的根際生態學機制,發現粘細菌在根際分泌物的驅動下,向根部遷移并定殖,在遷移過程通過其捕食土傳病原菌尖孢鐮刀菌并調控土壤微生物群落結構。該研究為土傳病害的生物防控提供了新的思路。相關研究成果在線發表在《微生物組(Microbiome)》上。
    粘細菌具有多細胞群體行為特征,是一種通才型的捕食性微生物(Generalist predator),被認為是高等的原核生物。粘細菌就好像微生物界的“狼群”,能夠“捕食”活的微生物細胞獲取營養,同時能夠響應外界營養閾值進而調控營養細胞分化為抗逆性強的粘孢子,從而使粘細菌類群具有良好的土壤適應性。因此,粘細菌處于土壤微生物食物鏈的頂端,它們的捕食行為在土壤微生物生態系統平衡中可能發揮重要作用,是開發土傳病害生防制劑的優異微生物資源。在連續兩年的田間試驗中,畝施30公斤粘細菌菌株EGB的固體發酵物于黃瓜根際,黃瓜枯萎病防控率達到56%-66%。研究深入揭示了粘細菌防控土傳枯萎病的根際生態學機制,發現粘細菌EGB對黃瓜根際分泌物中的麥芽糖和麥芽糖醇具有較強的趨化作用,在根際分泌物的驅動下,粘細菌EGB能夠定向的向根部遷移并定殖,在遷移過程通過其捕食土傳病原菌尖孢鐮刀菌并調控土壤微生物群落結構。研究成果揭示了粘細菌在土壤中向植物根部遷移的時空分布規律,提出并驗證了粘細菌的捕食行為驅動了土壤中作物有益微生物群落結構穩定,從而降低病害發生的研究假設。在該研究基礎上,基于優異粘細菌資源,通過規模化固體發酵技術的突破,推動粘細菌生防制劑的產業化將為農業的綠色發展提供新的技術和產品支撐。
    該研究得到國家自然科學基金、中國農科院科技創新工程資助。(通訊員 查靜)
    原文鏈接:https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-020-00824-x

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