在农业可持续发展背景下,生物防控技术因其绿色环保、靶向精准的特点受到广泛关注。链霉菌(Streptomyces spp.)是一类广为人知的生防微生物,能够产生多种活性代谢产物以抑制植物病原菌。然而,传统研究多聚焦于链霉菌与植物或病原菌的直接作用,较少关注其与土壤微生物群体之间的复杂互作。而这些微生物间的协同或拮抗关系,可能在生防效果中发挥关键作用。理解这些互作机制,有望为构建更高效、更稳定的微生物防控体系提供理论基础。
近日,南京农业大学沈其荣院士团队在国际权威期刊 Microbiome 上发表了题为 Interactions with native microbial keystone taxa enhance the biocontrol efficiency of Streptomyces 的研究论文。该研究系统揭示了链霉菌通过与关键土著微生物协同作用,提升防控番茄青枯病效率的机制。南京农业大学韦中教授、王世梅教授和王孝芳副教授为该论文共同通讯作者。
研究团队以番茄青枯病(由Ralstonia solanacearum引起)为模型,筛选出具有高抑菌潜力的代表性从链霉菌菌株,并结合实验室构建的合成群落(SynCom),开展了系统的共培养实验与多组学分析。结果发现,链霉菌对病原菌的直接拮抗并不足以解释其生防效果,其防病能力在很大程度上依赖于根际微生物群落的协同作用。值得关注的是,两种土著关键微生物—CSC98 (Stenotrophomonas maltophilia) 与CSC13 (Paenibacillus cellulositrophicus) 在链霉菌作用下显著富集。尽管这两者并不直接抑制病原菌,但CSC13产生的代谢产物可诱导链霉菌R02菌株合成红霉素E (Erythromycin E),后者在体外试验中对 R. solanacearum 显示出强效抑制作用,揭示了两者之间典型的代谢协同机制。
综上所述,该研究首次明确指出,链霉菌在自然土壤环境中并非“单打独斗”,而是通过与土著关键微生物的互作,共同调节根际微生物群落结构,提升其生防效果。这一发现不仅拓展了对生防机制的理解,也为今后基于微生物互作的绿色农业防控策略提供了新的理论支撑。未来,合理引导微生物群落构建或人工补充关键共生菌株,有望成为提升生物防治效率的有效手段。
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