Nature Communications | 南京农业大学沈其荣院士团队在利用根际代谢物控制土传枯萎病方面取得重要进展！

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者文涛

土传植物病害给全球植物产量和农业收益造成毁灭性损失。防治这类病害的传统化学策略已被证明是无效的、不可持续的，而且要付出严重的环境代价。因此，人们提出了生物防治替代品，作为农业生态系统中化学农药的一种更环保的替代品。然而，微生物接种剂往往不稳定，或由于对其活动所需的环境适应性差而随着时间的推移失去功效。在农业土壤中，接种的微生物菌剂要承受多重环境胁迫，可被视为"入侵者"，必须与本地微生物群落中的种群竞争生态位，从而可能降低其功效。土壤微生物群落中天然存在一系列生物，它们可以拮抗或在与病原体的竞争中胜出，从而限制病害的爆发。因此，有人认为可以通过原位控制根际菌群来提高有益微生物的数量和活性，从而实现有效的生物防治。

迄今为止，大多数益生元都是多糖，它们通过促进特定系统中有益微生物的丰度或活性来为宿主带来益处。虽然针对人类/动物肠道微生物组的益生元已被广泛探索，但旨在增强植物微生物组的益生元却很少受到关注。正如一些研究中所描述的，植物生长促进根际细菌（PGPR）可以作为肠道益生菌的植物等同物，而某些改变植物微生物组组成/多样性的底物或添加剂可以发挥类似于人类益生菌的作用。这为在农业实践中利用益生元开辟了广阔的前景。例如，有机添加剂含有多种复杂的碳水化合物，可作为益生元，培育土壤中的有益微生物。此外，一些有益的根系分泌物成分也可充当益生元，加强植物与有益微生物之间的相互沟通。

2023年7月26日，国际权威学术期刊Nature Communications发表了南京农业大学沈其荣团队袁军组的最新相关研究成果，题为Tapping the rhizosphere metabolites for the prebiotic control of soil-borne bacterial wilt disease的研究论文。

益生元是一种化合物，可选择性地刺激有益微生物的生长和活性。使用益生元是管理人类肠道健康的一种行之有效的策略。这一概念也可以延伸到植物上，植物根际微生物群可以改善营养获取和抗病能力。然而，我们缺乏有效的策略来选择代谢物，从而对植物健康产生预期的影响。在本研究中，科研人员以患有枯萎病（由Ralstonia solanacearum引起）的番茄（Solanum lycopersicum）根际为目标，寻找潜在的益生代谢物。科研人员确定了土壤共生菌（与R. solanacearum不呈正相关）专用的代谢物（核糖、乳酸、木糖、甘露糖、麦芽糖、葡糖酸内酯和核糖醇），但该病原体在体外不能有效利用这些代谢物。在土壤中施用 1 µmol g-1 的代谢物可有效保护番茄和其他茄科作物、辣椒（Capsicum annuum）和茄子（Solanum melongena）免受病原体的侵袭。在添加益生元后，根际土壤微生物组中与碳代谢和自毒降解相关的途径得到了丰富，而这些途径是由共生微生物驱动的。总之，科研人员提出了一种从根际土壤中挖掘代谢物的新途径，并将其用作益生元，帮助控制土传细菌性枯萎病。

益生元对作物病害发生率的影响

本文转载自Ad植物微生物

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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