评估葡萄修剪废弃物中有机改良剂对巴西枝孢菌（Lasiodiplodia brasiliensis）的抑制作用及其对微生物群的影响

《AUSTRALIAN JOURNAL OF GRAPE AND WINE RESEARCH》：Assessing the Suppressive Effects of Organic Amendments From Grapevine Pruning Wood on the Fungus Lasiodiplodia brasiliensis and Their Impact on the Microbiome

葡萄根瘤蚜隐匿感染抑制及内共生微生物群落调控研究。通过qPCR和代谢组学分析，评估两种有机改良剂（CMW堆肥和KWW发酵污泥）对葡萄枝干病害病原菌Lasiodiplodia brasiliensis的抑制效果及对内共生微生物群落的调控作用。结果表明：10% KWW处理显著抑制病原菌定殖（抑制率70%），促进有益内生菌（如Acinetobacter、Hymenobacter）丰度增加，同时调控葡萄内生真菌和细菌群落结构，其作用机制涉及有机质转化产生的腐殖酸及功能菌群互作。该研究为利用葡萄修剪废弃物资源化防控根瘤蚜病害提供了新策略。

　　这项研究聚焦于一种影响葡萄藤的严重病害——Botryosphaeria dieback，其主要由多种病原菌引起，其中以 *Lasiodiplodia brasiliensis* 为代表。该病害在墨西哥下加利福尼亚和索诺拉地区尤为突出，主要表现为植物持续性癌肿病。传统控制手段如化学和生物防治已广泛研究，但有机改良剂（OAs）在该病害管理中的作用尚不明确。因此，本研究旨在评估两种有机改良剂对葡萄藤内生微生物群落及 *L. brasiliensis* 潜在感染的抑制效果，利用定量聚合酶链反应（qPCR）和元条形码分析（metabarcoding）等技术手段，揭示其对植物生长和抗病性的影响。

研究中测试了两种有机改良剂：由牛粪和葡萄藤木制成的堆肥（CMW）以及由厨房垃圾和葡萄藤木发酵制成的污泥（KWW）。通过将每种有机改良剂与 210 毫升灭菌水混合，经过 2 小时的振荡后过滤，获得其提取物。随后，将葡萄藤枝条浸泡于提取物中 10 天，再接种 *L. brasiliensis* 的分生孢子悬浮液（1 × 10^5 spores mL^-1），并在 30 天内观察其对植物生长参数的影响。结果显示，10% 浓度的 KWW 提取物对葡萄藤的生长参数产生了最显著的促进作用，包括侧枝数量和长度、花序和根系的发育。此外，KWW 提取物对 *L. brasiliensis* 的抑制效果高达 70%，这表明其在减少病原菌感染方面具有潜力。

研究还分析了有机改良剂对葡萄藤内生微生物群落结构的影响。通过元条形码分析，研究人员发现 KWW 提取物显著增加了有益内生菌属的丰度，如 *Acinetobacter*、*Hymenobacter*、*Pseudomonas* 和 *Flavobacterium*，这些菌属与病原菌的拮抗活性密切相关。相比之下，其他菌属如 *Sphingomonas*、*Ochrobactrum*、*Azospirillum* 和 *Rheinheimer* 则与植物诱导的系统抗性（ISR）相关。此外，KWW 中的主导菌属 *DMER64* 和真菌属 *Orbilia* 被发现能够定植于葡萄藤组织，可能促进植物生长和生理过程。这些发现表明，KWW 污泥不仅能够有效减少病原菌的传播，还能增强葡萄藤的有益内生微生物群落。

研究进一步探讨了有机改良剂对病原菌生长的抑制机制。通过红外光谱分析（FTIR），研究人员评估了两种有机改良剂的成熟度和稳定性，发现 KWW 的成熟度更高，这可能与其更高的有机质转化率有关。此外，通过 qPCR 技术，研究人员检测了有机改良剂对 *L. brasiliensis* 的抑制效果。实验表明，KWW 提取物在 3 天后对病原菌的抑制率达到 85.8%，并在 20 天后进一步提升至 96%，而 CMW 提取物的抑制效果较低，分别为 51.9% 和 88.4%。这一结果表明，KWW 提取物在抑制病原菌生长方面具有更显著的优势。

在植物体内，KWW 提取物不仅对病原菌的感染具有抑制作用，还显著促进了植物的生长。通过对植物的形态学参数进行分析，发现 KWW 提取物在 10% 浓度下，无论是感染还是未感染的葡萄藤枝条，都表现出更高的侧枝、花序和根系发育。这一现象表明，KWW 提取物在不影响植物正常生长的情况下，有效抑制了病原菌的感染。此外，研究人员还通过共现网络分析，揭示了 KWW 提取物对葡萄藤内生微生物群落结构的调节作用。结果表明，KWW 提取物促进了微生物群落的多样性，同时增强了某些有益菌属与病原菌之间的拮抗关系，从而提高了植物对病原菌的抗性。

值得注意的是，研究中还发现了一些特定的微生物群落变化。例如，在未感染的葡萄藤枝条中，某些有益菌属如 *Acinetobacter* 和 *Hymenobacter* 的丰度显著高于感染组。这表明，这些菌属可能在植物未受到感染时就对病原菌的定植具有一定的防御作用。同时，某些真菌如 *Orbilia* 和 *DMER64* 被发现与植物的生长和生理活动密切相关，可能通过释放有机物质和生物化学化合物，促进植物的生长并增强其对病原菌的抵抗力。

研究还指出，有机改良剂的使用不仅能够减少病原菌的传播，还能促进土壤健康。通过分析土壤中的微生物群落结构，研究人员发现 KWW 提取物能够增强土壤中有益微生物的丰度，改善土壤的生物化学环境，从而促进植物的生长和抗病性。这种作用可能与有机改良剂中的腐殖质和微生物群落的协同效应有关，这些微生物可能通过竞争、拮抗和诱导系统抗性等多种机制，对病原菌产生抑制作用。

此外，研究还探讨了植物-微生物互作对病原菌定植的影响。通过共现网络分析，研究人员发现 KWW 提取物能够显著改变葡萄藤内生微生物群落的结构，增加某些有益菌属的丰度，并减少病原菌的感染率。这种变化可能与有机改良剂中的化学成分和微生物种类有关，这些成分可能通过激活植物的防御机制，间接抑制病原菌的生长。同时，研究还发现某些微生物如 *Flavobacterium* 和 *Sphingomonas* 与病原菌之间存在显著的拮抗关系，这可能与它们的代谢产物有关，如抗菌物质和植物激素。

综上所述，这项研究揭示了有机改良剂在管理葡萄藤修剪废弃物和减少 Botryosphaeria dieback 病原菌传播方面的潜力。通过使用 KWW 污泥，不仅可以有效抑制病原菌的生长，还能促进有益微生物的定植，从而增强植物的抗病能力。此外，研究还表明，有机改良剂中的化学成分和微生物群落可能通过多种机制，如促进植物生长、增强抗病性、改善土壤健康等，对葡萄藤的生长和健康产生积极影响。这些发现为未来的有机农业实践提供了新的思路，也为病原菌的生物控制策略提供了科学依据。