综述：植物根际促生菌的潜力：番茄作物可持续病原体管理的系统综述

这篇综述系统阐述了植物根际促生菌（PGPR）作为微生物生防剂在番茄病害防控中的关键作用，重点解析了其通过分泌抗菌化合物（如铁载体、脂肽）、诱导系统抗性（ISR）及营养竞争等多重机制抑制病原体（真菌、细菌、线虫、病毒）的协同策略，为可持续农业提供了创新解决方案。

　　

Abstract

番茄作为全球重要经济作物，长期面临真菌（如尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum）、细菌（如密歇根棒形杆菌Clavibacter michiganensis）、线虫（如南方根结线虫Meloidogyne incognita）和病毒（如黄瓜花叶病毒CMV）的多重威胁。植物根际促生菌（PGPR）通过产生铁载体、脂肽（如surfactin、fengycin）、挥发性有机化合物（VOCs）等次级代谢物，直接抑制病原体生长，同时激活水杨酸（SA）和茉莉酸（JA）信号通路诱导系统抗性（ISR）。例如，贝莱斯芽孢杆菌Bacillus velezensis SDTB038可分泌7种抗菌物质，使番茄枯萎病发病率降低50%。

Introduction

现代农业面临病原体抗药性加剧与生态环境压力的双重挑战。PGPR作为土壤微生物组的核心成员，通过根际定殖形成生物屏障。研究显示，假单胞菌Pseudomonas spp.产生的2,4-二乙酰基间苯三酚（2,4-DAPG）能特异性抑制密歇根棒形杆菌，而芽孢杆菌Bacillus spp.合成的几丁质酶可降解线虫卵鞘。全基因组测序技术揭示，PGPR的biocontrol efficacy与其合成基因簇（如itu、srf操纵子）的多样性密切相关。

Mechanisms of Action

PGPR的防控机制呈现多维度特征：

1. 直接拮抗：铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa分泌pyoverdine铁载体，竞争性剥夺病原体铁源；

2. 系统抗性：枯草芽孢杆菌B. subtilis通过ACC脱氨酶降低乙烯水平，激活PR蛋白表达；

3. 空间竞争：荧光假单胞菌P. fluorescens的生物膜形成能力可占据90%根表生态位；

4. 酶解作用：短短芽孢杆菌B. brevis产生的β-1,3-葡聚糖酶可溶解真菌细胞壁。

Pathogen-Specific Control

病毒防控：解淀粉芽孢杆菌B. amyloliquefaciens通过上调SlWRKY转录因子，使番茄黄曲叶病毒（TYLCV）载量下降70%。

细菌病害：嗜虫假单胞菌P. entomophila产生的氰化氢（HCN）对密歇根棒形杆菌的抑菌圈直径达15mm。

线虫治理：球形赖氨酸芽孢杆菌Lysinibacillus sphaericus使根结数量减少60%，其机制与上调多酚氧化酶（PPO）活性相关。

Biotechnological Synergy

CRISPR-Cas9技术正用于优化PGPR菌株的脂肽合成途径。例如，将sfp基因转入贝莱斯芽孢杆菌可使surfactin产量提升3倍。噬菌体-PGPR联用方案对青枯菌Ralstonia solanacearum的防控效率达80%，展现精准生防潜力。

Conclusion

PGPR的多靶点作用模式使其成为替代化学农药的理想选择，但田间稳定性与规模化生产仍是产业化瓶颈。未来研究需结合宏基因组学与合成生物学，设计针对番茄-病原体互作的特异性微生物群落。