【研究背景】
植物根际微生物群落是植物健康的重要保障，能够通过多种机制增强植物对病原菌的抵抗力。然而，当前基于微生物群落的作物病害防控策略仍面临一大挑战：如何系统理解宿主选择、微生物间相互作用和根际化学物质共同作用下的病原抑制机制。在香蕉生产中，枯萎病（由Fusarium oxysporum f. sp. cubense引起）是一种严重威胁全球香蕉产业的根部土传病害。尽管一些香蕉品种表现出较强抗病性，但其根际微生物和代谢物如何协同作用以形成天然的抑病环境尚不清楚。破解这一问题，将为基于微生物的作物病害防控提供生态学和机制学依据。
【研究概况】
南京农业大学李荣教授团队在Microbiome发表了题为Host-guided microbiome-metabolite interactions enable cross-kingdom SynComs for disease suppression的研究论文。该研究以香蕉枯萎病为模型，结合微生物组学、代谢组学和转录组学，采用“向自然学习”的策略设计跨界合成微生物群落（SynComs）。研究发现，宿主指导的微生物筛选和代谢物调控能够有效重建抗病微生物群落，从而显著抑制病原菌生长，为作物微生物防控提供了系统性生态学和机制性支持。
【主要研究结果】
通过高通量测序，研究发现香蕉抗病品种的根际细菌和真菌群落共同贡献于病原抑制。抗病相关微生物种类被成功鉴定并分离，为构建SynComs提供基础。在此基础上，研究构建了细菌、真菌以及跨界（细菌+真菌）SynComs，并在实验中比较抗病品种与易感品种来源的群落功能。结果显示，来源于抗病品种的SynComs抑制病原菌效果明显优于易感品种来源，而跨界SynComs表现出最强抑病能力。此外，跨界SynComs接种后，香蕉根际微生物群落的组成和功能潜力发生显著变化，形成有利于病害防控的新生态环境。研究人员整合转录组和代谢组分析发现，宿主在SynComs刺激下进行代谢重编程，积累多类代谢物，包括生物碱、氨基酸和黄酮类化合物。进一步验证显示，补充抗病相关代谢物（如硬脂酸、莽草酸）可增强SynComs的病害抑制效果，表明宿主代谢物在微生物群落抗病作用中具有重要调节功能。研究系统揭示了宿主如何通过微生物筛选和代谢物调控，实现跨界微生物群落协同抑病。这一机制为微生物群落设计和生态学干预提供了科学依据。
【图表概况】
【结论】
综上所述，宿主引导的微生物群落与代谢物互作能够显著提升作物病害防控能力。该研究提出的跨界SynComs概念，不仅证明了细菌和真菌协同作用在抑病中的重要性，也明确了宿主代谢物在微生物组组装和功能优化中的核心作用。这一研究为开发基于微生物群落的绿色、可持续作物防控策略提供了生态学和分子机制基础，也为设计抗病能力更强、环境友好型作物管理方案提供了新的思路。
原文链接：https://link.springer.com/article/10.1186/s40168-026-02430-9
本文由本公众号翻译，内容以原文为准，仅用于学术分享。若有侵权，请联系小编删除或修改！
