南京农业大学院长、国家杰青团队发表《Nature Communications》,揭示土传枯萎病下根际微生物组的“普遍响应模式”

2025年12月27日，国际权威期刊《Nature Communications》发表了南京农业大学资源与环境科学学院沈其荣院士团队张瑞福教授课题组的研究成果《General variation in the Fusarium wilt rhizosphere microbiome》。该研究通过多组学数据整合与实验验证，系统揭示了致病镰刀菌入侵下根际微生物组稳定的变化特征，阐明了益生黄杆菌通过根系分泌物生育酚介导的富集机制，为土传病害的生态防控提供了理论依据与策略。

土传枯萎病是由镰刀菌引起的全球性作物病害，严重制约农业可持续发展。根际微生物组作为土壤健康的关键调控者，在抵御病菌入侵中发挥重要作用。然而，不同土壤与作物体系中，病菌侵染是否引起根际微生物组的普遍性变化，以及这种变化背后的调控机制尚不清楚。

该领域以往研究多集中于单一作物或局部土壤环境，缺乏跨系统的整合分析，限制了普适性规律的发现。本研究通过Meta分析整合了来自多个独立研究的根际微生物组数据，并结合代谢组、宏基因组、转录组等，系统揭示了镰刀菌侵染下根际微生物组的功能与结构变化规律。此外，研究团队创新性地提出了“操作性分析单元”概念，将来自不同地点、不同寄主植物的根际样本，在尽可能相同的条件下进行分组比较，以剥离环境噪音，捕捉真实的病害信号。研究发现镰刀菌侵染可稳定地改变根际细菌群落结构。其中，黄杆菌属在发病植株根际显著富集，并可抑制病原菌生长。进一步研究通过代谢组鉴定到发病植株根系分泌物中的生育酚显著富集，该物质能促进根际黄杆菌生长。黄杆菌与生育酚联合使用可显著降低番茄枯萎病的发病指数，并有效提升根际黄杆菌丰度。研究成果为开发基于“有益菌-根系分泌物”协同的土传病害生态调控策略奠定了重要理论基础。

该研究得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金等项目的资助。南京农业大学资源与环境科学学院博士研究生苏律（现任中国农业科学院生物技术研究所副研究员）与博士后冯海超（现任河南大学农学院研究员）为共同第一作者，学校张瑞福教授与中国农业科学院生物技术研究所燕永亮研究员为共同通讯作者，中国工程院院士沈其荣对本研究提供了重要指导。