哈茨木霉LTR-2与脲放线菌DnL1-1协同调控小麦根区微生物群落及防控镰刀菌冠腐病的机制研究

本研究针对小麦镰刀菌冠腐病（FCR）防治难题，通过田间试验探究了哈茨木霉（Trichoderma harzianum LTR-2）与脲放线菌（Arthrobacter ureafaciens DnL1-1）的协同作用。结果表明，联合处理（HFP）使病害防控效率达67.73%，增产64.19%，并显著降低病原菌Fusarium pseudograminearum丰度，同时富集有益微生物如Mortierella和Bacillus。高通量测序揭示其通过招募溶磷微生物（如Sphingomonas和Ramlibacter）重塑根区微生态，为生物防治策略提供了新视角。

　　

小麦作为全球第三大粮食作物，其生产长期受镰刀菌冠腐病（Fusarium crown rot, FCR）威胁，病原菌Fusarium pseudograminearum不仅造成35%-70%产量损失，还会产生毒素DON危害品质。传统化学防治易引发生态风险，而生物防治虽潜力巨大，但关于微生物菌剂对根区（非根际）土壤微生态的影响机制尚不明确。山东省科学院生态研究所团队在《Phytopathology Research》发表研究，揭示了哈茨木霉LTR-2与脲放线菌DnL1-1协同调控小麦根区微生物群落、防控FCR的双重机制。

研究采用Illumina MiSeq高通量测序、LEfSe分析和微生物共现网络构建等技术，对田间试验的根区土壤样本进行多组学解析。通过设置对照（Control）、病原菌接种（FP）、LTR-2处理（LFP）和LTR-2+DnL1-1处理（HFP）四组，系统评估了菌剂对病害防控、产量提升及微生物群落的影响。

结果部分
病害防控与产量效应
LFP和HFP处理使FCR病情指数分别降低至55.00%和51.67%，相对防效达50.77%和67.73%。同时，小麦产量较FP组提升58.32%和64.19%，DON毒素积累量仅为FP组的67.8%和46.2%。

微生物群落重构
α多样性分析显示，HFP组真菌Chao1指数最高（754 ASVs），细菌多样性趋势为HFP>LFP>Control>FP。PCoA表明菌剂处理显著分离微生物群落结构（PC1贡献率43%）。在门水平上，HFP组Mortierellomycota相对丰度提升至13.88%（FP组仅1.89%），病原菌Alternaria和Fusarium丰度降低50%以上。

关键功能类群富集
LEfSe分析鉴定出HFP组特征菌群：真菌Tetracladium（与TP显著负相关）和Chaetomium；细菌Sphingomonas（溶磷菌）和Ramlibacter。网络分析显示HFP组微生物互作节点数（256）和边数（6269）最高，表明菌剂协同增强了微生物群落稳定性。

环境因子驱动机制
RDA分析揭示土壤全磷（TP）是影响微生物群落的关键因子（解释39.12%变异）。Tetracladium和Ramlibacter与TP呈极显著负相关（P<0.001），暗示其通过溶磷作用促进小麦磷吸收。

该研究首次阐明LTR-2与DnL1-1通过三重机制发挥作用：（1）直接抑制病原菌Fusarium pseudograminearum；（2）富集Mortierella等有益真菌和Bacillus等PGPR；（3）招募溶磷微生物优化磷循环。这种"病原抑制-微生态调控-营养活化"的协同模式，为开发绿色防控技术提供了理论依据。值得注意的是，菌剂对根区（非根际）微生物的调控效应拓展了传统根际工程的研究边界，其通过改变土壤磷有效性间接增强作物抗性的发现，为农业微生物组设计提供了新思路。