有益菌散发的“气味”能给植物治病
有益菌散发的“气味”能给植物治病
近日，南京农业大学教授、中国工程院院士沈其荣团队微生态与根际健康（LorMe）实验室研究揭示了有益菌挥发性有机物（VOCs）对番茄青枯病的防控机制。相关结果发表在《新植物学家》（ New Phytologist ）上。
番茄青枯病是由青枯菌（Ralstonia solanacearum）引起的一种重要土传细菌病害，严重影响番茄生产。传统防控措施难以兼顾病原菌抑制与土壤微生态保护。微生物VOCs具有易扩散、可介导微生物间远距离互作等特点，为探索土传病害绿色防控提供了新的思路。
葎草烯介导番茄青枯病抑制机制的示意图。南京农业大学供图
该研究发现，链霉菌释放的倍半萜挥发性有机化合物葎草烯（Humulene）能够抑制青枯菌生长和生物膜形成，并影响其群体感应及其他致病相关基因的表达。进一步的盆栽试验表明，与灭菌土壤相比，葎草烯在保留天然微生物群落的土壤中表现出更强的抑病效果。微生物移植试验进一步证实，经葎草烯处理形成的根际微生物群落具有更强的抑病能力。
在植物代谢与根际微生物互作层面研究发现，葎草烯处理改变了番茄根系的脂质代谢及根系分泌物组成，其中岩芹酸（Petroselinic acid，PA）的丰度显著增加。PA能够促进拮抗性链霉菌的生长，并增强其对青枯菌的抑制作用；同时，PA处理伴随链霉菌葎草烯释放量增加。这些结果提示，葎草烯可能通过影响植物根系代谢，促进有益微生物富集与功能发挥，从而形成植物—微生物协同抑病的生态过程。
该研究揭示了微生物挥发物在植物病害防控中的多重作用，为理解挥发性化学信号如何连接病原菌行为、植物代谢响应与根际微生物组提供了新的认识，也为利用微生物挥发物调控根际微生态、探索土传病害绿色防控策略提供了科学依据。
南京农业大学资环学院博士生黄艺烁和章凤玲为论文共同第一作者， 南京农业大学资环学院 教授江高飞和和中国热带农业科学院研究员Waseem Raza为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国热带农业科学院基本科研业务费专项项目及科技创新团队等项目资助。
相关论文信息：https://doi.org/10.1111/nph.71689