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柑橘果实表面真菌群落对Metschnikowia citriensis应用的响应机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月04日 来源:Biological Control 3.7
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本研究针对柑橘采后病害防治难题,探索了拮抗酵母Metschnikowia citriensis(M. citriensis)通过调控果实表面真菌群落结构实现生物防治的机制。研究人员采用1×108 cells mL?1 M. citriensis处理柑橘,结合扩增子测序技术,发现处理组显著降低果实失重率、病害发生率及病害指数,并诱导Golubevices等有益菌群增殖,抑制Capnodiales等病原菌丰度。该研究为开发基于微生物组调控的采后病害防控策略提供了新思路。
柑橘作为全球重要经济作物,采后因青霉病、蓝霉病等真菌病害造成的损失高达20%-50%。传统化学杀菌剂面临耐药性和环境残留问题,而单一拮抗酵母防治存在效果不稳定的瓶颈。这促使科学家将目光投向果实表面复杂的微生物群落——这些肉眼不可见的"微型护卫队"如何与病原菌抗衡?其群落结构变化是否蕴藏着病害防控的新密钥?
中国西南大学的研究团队以自主分离的拮抗酵母Metschnikowia citriensis FL01为研究对象,通过浸泡处理柑橘果实,系统分析了28天贮藏期内表面真菌群落的动态变化。研究发现,1×108 cells mL?1 M. citriensis处理不仅将病害指数降低50%以上,更重塑了真菌群落结构:Golubevices相对丰度提升3倍,而致病菌Capnodiales减少60%。令人意外的是,处理组中M. citriensis本身并未成为优势菌种,却通过"幕后调控"激活了Meyerozyma等有益酵母的竞争优势。该成果发表于《Biological Control》,为理解微生物群落互作在采后保鲜中的作用提供了范式转变。
研究采用Illumina NovaSeq 6000平台对ITS2区进行扩增子测序,通过α/β多样性分析揭示群落结构变化,结合FunGuild数据库进行功能预测。实验选用重庆忠县果园的Olinda Valencia橙,设置4个处理浓度(104-108 cells mL?1),定期检测果实理化指标并采集表面微生物样本。
【3.1 处理效果】
M. citriensis显著延缓果实品质劣变:处理组28天失重率较对照降低35%,病害发生率下降42%。值得注意的是,108 cells mL?1处理在第7天即显现防控优势,说明高浓度酵母能快速建立生态位。
【3.2 群落α多样性】
通过Chao1和Shannon指数分析发现,两组真菌多样性均呈现"V"型变化——贮藏中期(14天)降至谷值,但处理组在后期(28天)恢复更显著,物种数比对照高15%。这表明M. citriensis可能加速了群落的生态演替进程。
【3.3 群落结构变异】
NMDS分析(应力值0.156)显示处理显著改变群落结构。LEfSe分析鉴定出34个差异类群:处理组富集Geosmithia(木霉属)等生防相关菌,而对照组Diplospora(双孢霉属)等潜在病原菌占比更高。引人注目的是,尽管处理组中M. citriensis相对丰度不足0.5%,却使拮抗酵母总占比提升2.3倍。
【3.5 功能解析】
FunGuild注释显示,处理组"植物病原菌"功能丰度降低27%,而"未指定功能"类群增加,暗示可能存在未知的有益代谢途径。值得深思的是,健康果实表面始终存在20%-30%的病原菌,但未引发病害,印证了"微生物平衡阈值"理论。
讨论部分指出,这是首次揭示M. citriensis通过"三级调控"发挥作用:直接竞争营养、间接激活有益菌群、维持病原菌亚致病水平。该发现突破了传统"病原菌-拮抗菌"二元互作认知,为构建"合成微生物群落"防控体系奠定基础。研究也存在局限,如未解析细菌群落变化,且优势菌Xenoramularia的功能尚不明确。未来可结合宏基因组学与培养组学,挖掘更多具有应用潜力的功能菌株。
这项研究的重要意义在于:为采后病害防控提供了"生态工程"新思路——通过精准调控微生物群落结构而非彻底灭菌,实现更可持续的农产品保鲜。正如作者强调的,"健康微生物组"概念或将改写采后生物学研究范式,而M. citriensis展现的"四两拨千斤"效应,为开发下一代微生态制剂提供了精彩样本。
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