黄萎病发生条件下黄栌根际相关微生物群落变化特征解析

发布时间：2024年01月09日 14:50　　浏览次数：340

黄栌（Cotinus coggygria）是广为人知的园林绿化树种，具有重要的观赏、药用及经济价值，也是我国尤其北京地区常见红叶树种。由大丽轮枝菌（Verticillium wilt）侵染引起的黄萎病是威胁黄栌健康生长的重要土传病害，常造成树干维管束堵塞、提前落叶、生长受阻等。植物能够选择并塑造根际相关土壤微生物群落，其作为植物抵御土传病原菌侵染的第一道防线，在病原直接抑制、空间和营养竞争以及抗性物质产生中发挥重要作用。解析根际微生物群落响应植物病害发生的动态变化特征，对于利用根际微生物组进行植物病害防控和健康维护具有重要意义。

我所生防微生物研究室研究了黄萎病发生条件下黄栌根际相关微生物群落变化特征。结果表明，黄萎病发生条件下，黄栌根际细菌α多样性指数除Shannon和Invsimpson指数略有升高外，与健康植株相比无显著差异，而真菌α多样性指数显著降低。一些优势或关键的微生物类群，如节杆菌（Arthrobacter）、芽孢杆菌（Bacillus）、链霉菌（Streptomyces）和木霉（Trichoderma）在不同健康状态以及不同根系部位中相对丰度差异显著。共现性网络分析表明，黄萎病发生条件下的黄栌根际土壤微生物群落更复杂，具有更高的网络密度、聚集系数和平均连通度。真菌群落中物种间相互作用显著增强，尤其是积极的相互作用显著增加，其中镰刀菌（Fusarium）作为关键物种与多个临近物种存在正相关性，推测这可能与发病条件下黄栌根际镰刀菌的存在加剧黄萎病的发生有关。该研究还表明，健康黄栌根际富集了丰度较高的芽孢杆菌等潜在有益细菌，同时黄萎病发生植株在响应大丽轮枝菌侵染时会招募如链霉菌等拮抗性微生物。相关结果为理解黄萎病发生的土壤微生态机制提供理论依据，并且为从土壤微生态角度进行黄栌土传病害有效防控方面奠定基础。

研究论文“Rhizosphere-associated soil microbiome variability inVerticillium wilt–affected Cotinus coggygria”发表于微生物学领域TOP刊物Frontiers in Microbiology。赵娟博士为论文第一作者，在读研究生程艳丽、姜楠以及乔广行博士为论文共同作者，秦文韬副研究员为论文通讯作者。

全文链接：https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1279096

图：健康与黄萎病发生黄栌根际相关土壤微生物群落共现性网络分析

（A）健康黄栌细菌，（B）罹病黄栌细菌，（C）健康黄栌真菌，（D）罹病黄栌真菌