“以菌治菌”!南京农业大学在《Nature》旗下期刊发表突破传统认知论文,噬菌体与病原菌的军备竞赛,悄然决定了病害的斑块格局

土传病害的空间分布格局与驱动机制一直是农业生态学的研究热点。噬菌体作为细菌最主要的天敌，不仅能裂解病原菌，还能与细菌在土壤微域中形成持续的协同进化。然而，这种微观层面的进化竞赛是否会通过改变病原菌致病力，在田间尺度上影响病害分布，此前缺乏系统性证据。

为此，研究团队以四个地理隔离的番茄田块为对象，分离1152株青枯菌和48个噬菌体种群，通过互作矩阵、全基因组测序和根际共进化试验，发现噬菌体与青枯菌呈现显著的原位适应，各田块进化出特异的抗噬菌体防御系统。关键在于，噬菌体抗性与致病力之间的进化权衡，高抗性菌株毒力显著降低。机制上，青枯菌的II型分泌系统和III型效应蛋白既是侵染植物的毒力因子，也是噬菌体入侵的受体靶标，抗性突变以牺牲致病性为代价。共进化试验和基因敲除验证了因果性，宏病毒组学进一步证实了噬菌体群落的田块特异性分化。该研究突破了“抗性出现即失效”的传统认知，揭示了噬菌体驱动的抗性进化天然伴随毒力衰减的生态规律，为利用噬菌体消减土壤生物障碍提供了理论依据。

本研究得到国家自然科学基金、江苏省优青、中央高校基本业务费等项目的资助。