ISME| 南京农业大学刘婷教授团队揭示根际微生物如何通过跨营养级相互作用抑制植物病害

植物病害是农业生产中的一大难题，特别是由土壤中病原微生物引发的病害。近年来，科学家们开始关注土壤生态系统中不同营养级生物之间的相互作用，尤其是微生物与食草动物（如线虫）之间的关系。已有研究表明，线虫等食草动物通过捕食细菌等微生物，可能会影响土壤微生物群落结构，进而对植物健康产生影响。然而，微生物群落的重新组建是否能有效抑制土壤病原，仍然是一个尚未充分探索的领域。

近日，南京农业大学刘婷教授团队在The ISME Journal发表了题为Pseudomonadota bridge cross-trophic interactions to suppress plant pathogens 的研究论文。该研究结合了区域性田间调查与控制实验，探讨了根际微生物群落是否能够通过食草性捕食（如线虫捕食细菌）来抑制土壤中的植物病原。

通过在不同的田间调查地点，研究人员发现，与Pseudomonadota细菌类群的关联较强的土壤区域，细菌性枯萎病的发生率较低。Pseudomonadota是一类常见的细菌，能够在微生物群落中发挥桥梁作用，连接食草动物与病原微生物之间的相互作用。为了进一步验证这一假设，研究人员设计了一个控制实验，使用了一个由122株菌种组成的合成细菌群落，并引入了食草性线虫。实验结果表明，线虫捕食能够选择性地促进Pseudomonadota细菌在根际的富集，同时减少Ralstonia solanacearum（辣椒枯萎病原）的数量及病害发生率。线虫通过对特定细菌群体的偏好性捕食，推动了Pseudomonadota的增长。进一步的分析发现，线虫体内超过95%的细菌序列来自Pseudomonadota。这些细菌种群在特征上表现出适应捕食的特性，如较小的细胞大小、高代谢活性和一定的拮抗性。Pseudomonadota不仅能够在捕食性压力下生长繁殖，而且能够通过其代谢特性产生对植物病原的抑制作用。

综上所述，该研究首次揭示了微生物—食草动物—植物病原之间的跨营养级相互作用，表明Pseudomonadota在其中扮演着至关重要的角色。通过捕食性压力选择，线虫能够促进Pseudomonadota在根际的富集，进而抑制植物病原的扩散。这一发现为微生物群落在农业病害生物防治中的应用提供了新的理论依据，并为未来的生物控制研究提供了新的思路。

原文链接：https://academic.oup.com/ismej/advance-article/doi/10.1093/ismejo/wrag011/8443137?searchresult=1