雨棚栽培通过调控叶际微生态促进多雨地区葡萄健康生长的机制研究

为解决葡萄栽培中因叶部病害导致的产业损失问题，研究人员开展雨棚栽培（SC）对葡萄叶际微生物组影响的研究。通过比较露天（CK）与雨棚栽培下葡萄冠层微气候及微生物群落特征，发现SC显著降低霜霉病发病率，改变真菌群落组装机制为确定性过程，并筛选出具有抑菌功能的铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）。该研究为可持续葡萄生产提供了微生物调控新策略，发表于《Environmental Microbiome》。

　　

葡萄作为全球重要经济作物，长期面临叶部病害威胁，其中霜霉病（Plasmopara viticola）可导致40-90%产量损失。传统化学防治引发病原抗药性及环境污染，欧盟已限制化学杀菌剂使用。中国云南等多雨地区推广的雨棚栽培（Rain-shelter cultivation, SC）能物理阻隔降雨，但其对叶际微生态的影响机制尚不明确。云南农业大学的研究团队以‘红地球’葡萄为模型，首次结合真菌、细菌和卵菌特异性引物，系统解析了SC调控叶际微生物组促进葡萄健康的机制，成果发表于《Environmental Microbiome》。

研究采用Illumina MiSeq PE300平台对SC与露天栽培（CK）葡萄叶际微生物进行ITS（真菌）、16S rRNA（细菌）及卵菌特异性引物扩增测序，结合环境因子监测、微生物共现网络分析和体外抑菌实验。样本来自云南农业大学的10年生葡萄园，采集180天栽培期的叶片，通过生物信息学工具（UPARSE、LEfSe等）解析群落结构差异，并验证关键菌株功能。

雨棚栽培改变冠层微气候与病害发生率
SC显著降低雨季叶面湿度（降幅0.69-1.1%），提升冠层温度（增幅2.82-2.87℃），光照强度略有下降。这些变化使霜霉病发病率从80%降至30%以下，病原菌Plasmopara viticola相对丰度显著降低（p<0.05）。

微生物多样性及群落结构重塑
SC未显著改变Shannon指数，但NMDS分析显示真菌（p<0.05, r=0.67）和细菌（p<0.05, r=0.5）β多样性显著分化。在纲水平，SC使Cystobasidiomycetes（降幅显著）、Bacteroidia和Brocadiae减少，Oligoflexia增加；属水平上，病原菌Erysiphe（白粉病菌）、Alternaria（链格孢菌）和Cercospora（尾孢菌）丰度显著降低（p<0.05），而有益菌Pseudomonas（假单胞菌属）提升7.36%。

群落组装机制转变
SC使真菌群落组装从随机性过程转为确定性过程（NST<50%），细菌和卵菌网络稳定性增强。共现网络分析显示，SC下真菌模块化程度降低但互作复杂性增加，细菌网络则呈现更高鲁棒性。

功能微生物的筛选与应用
随机森林分析锁定26个真菌属和34个细菌属为关键类群，从中分离出铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）。体外实验证实其对霜霉病、炭疽病和灰霉病病原菌抑制率达p<0.001。田间施用该菌悬液（1×10⁶/mL）可提升葡萄果实穿刺抗性（p<0.01）及叶节间距。

讨论与意义
该研究揭示SC通过“微气候-微生物组-病害抑制”级联效应促进葡萄健康：1）湿度降低直接抑制病原菌；2）富集Gammaproteobacteria等有益类群；3）改变真菌群落组装模式。研究首次纳入卵菌群落分析，弥补了现有叶际微生物研究的空白。筛选的铜绿假单胞菌为生物制剂开发提供候选菌株，而微生物网络稳定性指标为评估农业干预措施提供新视角。云南葡萄产业通过SC技术实现减药增效，该成果为多雨地区作物病害防控提供了微生物生态学理论支撑。未来需结合转录组学进一步解析功能微生物的作用机制。