香蕉枯萎病新型生防菌的协同抑制机制及田间应用研究

本研究针对香蕉枯萎病(FWB)的全球性威胁，从香蕉根际土壤和茎部分离出两株新型芽孢杆菌AIX-5和En-II-49，通过代谢产物调控土壤微生物组（显著降低Proteobacteria和Gemmatimonadota丰度），实现Foc1和Foc-TR4的完全抑制（P<0.0001）。液态菌剂田间应用使发病率降低32.8%，揭示根际-内生菌协同防控新策略，为生态安全型病害治理提供理论支撑。

　　

香蕉作为全球第四大粮食作物，正面临尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f. sp. cubense, Foc)的毁灭性威胁，其中热带4号生理小种(Foc-TR4)对主栽品种"卡文迪什"的侵染尤为严重。该病原菌通过根系维管束定殖，导致维管束褐变和植株死亡，近十年已在亚洲多国造成30%-80%的产量损失。尽管化学农药短期有效，但环境残留和病原菌抗性等问题日益突出。更棘手的是，土壤微生物群落失衡被证实是土传病害爆发的关键诱因，而现有生物防治菌株存在防控效率低(通常<20%)、菌种组合机制不清等技术瓶颈。

广西科学院生物中心的研究团队创新性地采用"根际-内生菌双源筛选"策略，从患病蕉园分离获得两株具有完全抑制活性的芽孢杆菌：根际来源的Bacillus AIX-5和茎内生的Bacillus En-II-49。通过高通量测序、代谢组学和田间试验等多维度验证，发现这两株菌不仅能合成铁载体和生长素促进植物生长，其次级代谢产物还可特异性重塑土壤菌群结构，将Proteobacteria门菌群丰度降低47.2%，同时激活系统抗性相关通路。该成果发表于《Rhizosphere》，为土传病害治理提供了"微生物调控-植物免疫"双靶点干预新思路。

关键技术包括：1) 采用平板对峙法测定对Foc1和Foc-TR4的抑制率；2) 16S rRNA测序分析土壤微生物组变化；3) 高效液相色谱(HPLC)鉴定菌株代谢产物；4) 基于发病率(Disease severity, DS)和病情指数的田间防效评估。

【植物和微生物材料】
从广西南宁蕉园采集的土壤和病株中分离的AIX-5与En-II-49，经形态学和分子鉴定分别为Bacillus subtilis和B. velezensis。对峙实验显示，两菌株对Foc1和Foc-TR4的抑制带宽度达12.3±0.8mm，孢子萌发抑制率100%(P<0.0001)。

【抑菌机制解析】
代谢组分析揭示菌株产生surfactin、fengycin等脂肽类物质，可破坏病原菌细胞膜完整性。值得注意的是，处理组土壤中Gemmatimonadota门菌群降低62.4%，该变化与病害抑制呈显著负相关(r=-0.83)。

【田间应用效果】
液态菌剂(10⁸
CFU/mL)使DS指数从78.3%降至45.5%，防效达32.8%。特别发现AIX-5与En-II-49组合处理组的植株鲜重增加21.7%，表明协同促生效应。

讨论部分指出，该研究首次阐明芽孢杆菌通过"代谢产物-微生物组-植物免疫"三级网络抑制FWB的机制。菌株诱导的系统抗性持续至少60天，且对土壤pH值(6.2-7.1)变化不敏感，具备大规模应用潜力。作者建议未来研究应关注菌群调控与香蕉microRNA抗病通路的互作关系。

结论强调，根际菌AIX-5和内生菌En-II-49的协同使用，比单菌处理提高防效5.2个百分点，其微生物组定向调控策略为其他土传病害治理提供了范式。菌株已保藏于广东微生物菌种保藏中心(GDMCC NO.61657)，相关基因组数据公开于NCBI(PRJNA813381)。该工作获得青海省动物生态基因组重点实验室等资助，技术路线符合欧盟EC No 1107/2009生物农药标准。