内生微生物合成菌群助力作物健康生长与土传病害防控研究取得新进展

　　

植物内生微生物（endophytes）作为与植物共生的关键微生物类群，在促进植物健康、增强养分吸收及维持系统抗病性等方面发挥着重要作用。与化学农药相比，利用内生微生物开展生物防控（biocontrol）具有环境友好与可持续性优势。然而，如何从复杂的自然微生物组中筛选有效菌株，构建具有定向抑病功能且稳定性强的人工合成微生物群落（Synthetic Communities ，SynComs），并阐明其作用机制，仍是当前微生物生态与植物保护领域的重要课题。

本研究综合运用田间采样、微生物组测序及功能验证等方法，系统解析了食用百合在长期连作体系下内生菌群的结构动态。研究发现，连作不仅导致土传病原真菌尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）的积累，同时也伴随有益菌群（如Pseudomonas、Bacillus）的协同富集，形成一种“拮抗—平衡”的复杂微生态网络。共现网络分析进一步表明，伯克霍尔德氏菌科（Burkholderiaceae）与假单胞菌属（Pseudomonas）在维持根系微生物稳态中发挥核心作用。值得关注的是，内生细菌中约50%来源于根际土壤，而内生真菌中土源比例不足10%，反映出宿主对内生真菌具有强烈的选择性过滤效应。在此基础上，研究团队从百合鳞茎中分离获得包括根瘤菌属（Rhizobium）、甲基杆菌属（Methylobacterium）及真菌Talaromyces属在内的核心拮抗菌株，并通过组合筛选构建了多种合成菌群。试验结果显示，复合菌剂在促进植株生长与抑制病原菌方面均优于单一菌株，且含有真菌组分的复合菌剂在促生与抑病能力上显著优于仅含细菌的组合。

该研究揭示了连作条件下百合内生微生物群落的生态动态与功能协同机制，创新提出了基于核心菌群构建“定向拮抗型合成微生物群落”的新策略。研究表明，合理设计的SynCom不仅能有效抑制土传病原真菌，还可促进植物生长，为缓解连作障碍和减少化学农药依赖提供了可持续的生态解决方案。该成果在微生物生态学理论与农业应用之间构建了新的桥梁，对推动绿色农业与土壤健康管理具有重要的科学意义与应用价值。

相关研究成果以Decoding Endophytic Microbiome Dynamics: Engineering Antagonistic Synthetic Consortia for Targeted Fusarium Suppression in Monoculture Regimes为题，发表于Horticulture Research。论文通讯作者为中国科学院亚热带农业生态研究所朱宝利研究员，第一作者为秦红灵副研究员。

论文链接

连作引起的百合内生微生物群落变化

百合内生细菌和真菌拮抗病原菌（Fusarium oxysporum）效果及机制