【Nature Communi】南京农大揭示微型土壤动物驱动微生物正反馈循环促进作物健康的微生态机制

近日,国际权威期刊《Nature Communications》在线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和胡锋教授团队的合作研究成果,题为“Predator-driven microbial feedback loops promote plant health”。此前,团队于2026年1月30日在《The ISME Journal》发表题为“Pseudomonadota bridge cross-trophic interactions to suppress plant pathogens”的研究论文,发现变形菌门细菌是连接土壤动物线虫与根际微生物互作、并参与抑制植物病原菌的关键桥梁类群,揭示了跨营养级互作在根际病害防控中的重要作用。在此基础上,发表于《Nature Communications》的这项研究进一步表明,线虫这类土壤动物的捕食压力不仅能够塑造根际微生物群落组成,还有助于维持功能互补、协同性更强的有益菌群,从而增强微生物组抵御病原入侵的稳定性。与仅接种根际微生物的处理相比,这种由捕食压力驱动形成的菌群更不易在病原菌入侵下失稳,因而能够使有益菌株对病原菌的抑制作用更加持久。研究进一步发现,这一稳定抑病效应可由两株功能互补的变形菌门细菌、食细菌线虫和青枯病原菌之间形成的最小四组分正反馈环加以解释。该研究将前期关于“桥梁菌群介导跨营养级病害抑制”的认识,进一步深化到“土壤动物捕食如何促进协同菌群形成并维持稳定抑病功能”的机制层面,为基于食物网原理设计稳定、生态友好的农业抑病微生物组提供了新的理论框架,也从机制上回应了团队2023年在《Trends in Plant Science》发表的观点性综述“Nematodes: an overlooked tiny engineer of plant health”,为其中关于土壤有益线虫是影响植物健康的重要但长期被低估的土壤动物、其在协调根际微生物组抑制病害中发挥关键作用的观点提供了新的实验证据。
研究主要发现如下:野外调查发现健康植物根际土壤中细菌-线虫互作网络的负相关性显著强于发病土壤;温室盆栽实验证实,添加食细菌线虫可显著降低青枯菌丰度并阻控病害发生;微宇宙培养结合宏转录组分析揭示,线虫通过捕食作用重塑合成菌群结构,增强微生物群落抗生素合成和碳源利用能力;进一步的物种互作实验表明,线虫调控关键抑病细菌KLE1和RAO1形成正向反馈环,并协同增强对青枯菌的抑制效果。该机制在盆栽实验中得到验证,表明食细菌线虫作为“土壤微型生态工程师”,通过多营养级互作激活微生物抑病功能,为作物保护提供了新的微生态视角。
我院沈其荣院士团队和胡锋教授团队合作完成该项工作。李根博士后和韦中教授分别为文章第一作者和通讯作者;刘婷教授为文章共同第一和共同通讯;沈其荣院士、胡锋教授、李辉信教授、徐阳春教授、Alexandre Jousset教授、瓦格宁根大学Stefan Geisen教授和图尔库大学Shane Hogle教授共同参与并指导了该研究工作。本研究得到国家自然科学基金青年项目(B类)及面上项目、江苏省自然科学基金优秀青年基金和中国博士后科学基金等项目的资助。
全文链接:
https://doi.org/10.1038/s41467-026-70413-3

防止我们一不小心失散
快把“iPlants”设置为星标吧★
只需三步↓↓
文章顶部点击「iPlants」名称进入公众号主页,点击右上角「三个小点」,点击「设为星标」,iPlants名称旁边出现一个黄色的五角星,就设置成功啦~
iPlants专注于全球植物科学前沿研究报道,已有四十万多学者关注。现已组建了50个500人/群的植物科学研究的研究生/教授的实名认证交流群,全都来自全球各大高校和研究所的同学和老师。欢迎从事植物科学相关研究的同学和老师加入我们,一起讨论学术和梦想。温馨提示:长按下面二维码进群,请备注一下学校+专业+学生/老师,以便我们能拉你进相应的交流群,否则不予通过)投稿、商务合作、转载开白名单等事宜请联系微信ID:18321328797 或邮箱:703131029@qq.com