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为解决土传真菌病原体对全球粮食安全的威胁及化学防治的局限性，研究人员以黄瓜为模型，开展 compost 对根际微生物组影响的研究。发现 compost 可减轻病原菌诱导的菌群失调，维持特定细菌丰度，其机制与铁螯合和抗真菌次生代谢物有关，为病害防治提供新方向。
土传真菌病害如尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）引发的作物枯萎病，正成为全球粮食安全的重大威胁。化学农药虽曾是主要防治手段，但因抗药性激增、环境危害及健康风险，其应用受限。开发可持续的生物防治策略迫在眉睫。在此背景下，以色列农业研究组织（Agricultural Research Organization）的研究团队聚焦于 compost 对根际微生物组的调控作用，探究其抑制尖孢镰刀菌番茄专化型（FORC）的机制，相关成果发表于《Environmental Microbiome》。
研究采用温室盆栽实验、扩增子测序、鸟枪宏基因组学及培养组学等技术。以黄瓜（Cucumis sativus）为宿主植物，设置 compost 改良与未改良、FORC 接种与未接种的四组处理，分析根际微生物群落组成、功能基因及体外抑菌活性。
结果
Compost 显著减轻 FORC 诱导的病害
通过病害表型分析发现，FORC 接种未改良土壤中，黄瓜死亡率达 50%，而 compost 改良组无死亡。植物生长参数（地上部干重、根系鲜重）显示，compost 可缓解 FORC 对植株的生长抑制，表明其具有显著的病害抑制效果。
Compost 稳定根际微生物群落结构
扩增子测序显示，FORC 接种未改良土壤导致根际细菌和真菌群落组成显著改变，而 compost 改良组群落结构更稳定。具体而言，compost 维持了放线菌门（Actinomycetota）如链霉菌属（Streptomyces）、马杜拉放线菌属（Actinomadura）和芽孢杆菌门（Bacillota）如 Planifilum、Novibacillus 的丰度，这些类群在未改良接种组中显著减少。
功能基因与次生代谢物分析
鸟枪宏基因组学揭示，compost 改良组富集大量非核糖体肽（NRPS）和聚酮合成酶（PKS）生物合成基因簇（BGCs），功能注释表明其与抗菌和铁螯合活性相关。从 compost 改良根际分离的两株链霉菌（Streptomyces CC6 和 CC27），其基因组与宏基因组组装的 Streptomyces bin2 高度相似（99% 正交平均核苷酸一致性），且体外实验显示其代谢物可抑制 FORC 生长。
结论与讨论
本研究证实，compost 通过维持根际放线菌门和芽孢杆菌门的优势类群，促进抗菌次生代谢物（如 NRPS/PKS 产物）和铁载体的合成，从而缓解 FORC 诱导的菌群失调，抑制病原菌增殖。这一发现为基于 compost 的生物防治策略提供了微生物组学证据，有望推动可持续农业中化学农药的替代应用。未来研究可进一步探索不同 compost 类型及田间应用的普适性，挖掘关键功能菌株的应用潜力。
研究整合多组学技术，系统解析了 compost 抑制土传病害的微生物机制，为开发环境友好型病害管理方案奠定了理论基础，对保障作物健康和粮食安全具有重要意义。
