"趋化性合成菌群生物有机肥的研发及其对烟草青枯病的生防机制与田间应用"

本研究针对全球范围内由青枯病菌(Ralstonia solanacearum)引起的烟草青枯病防治难题，创新性地构建了含cheA基因标记的趋化性合成菌群(SynCom)，结合根分泌物筛选的益生元优化技术，开发出能显著抑制病原菌并提高产量的生物有机肥。通过田间试验证实该肥料可使病害指数降低50%以上，同时富集芽孢杆菌门(Bacillota)和绿弯菌门(Chloroflexiota)等有益菌群，为土传病害防控提供了新型生态解决方案。

　　

烟草青枯病被称为植物界的"癌症"，由土壤中的青枯病菌(Ralstonia solanacearum)引发，在中国主要烟区可造成50-100%的减产。传统化学防治不仅效果有限，还带来严重的环境问题。面对这一挑战，贵州烟草科学研究院与南京农业大学的研究团队独辟蹊径，从健康烟草根际土壤中筛选出372株形态各异的细菌，最终构建出包含两株假单胞菌(Pseudomonas nicosulfuronedens Y364、P. citronellolis Y832)和一株芽孢杆菌(Bacillus altitudinis Y878)的趋化性合成菌群，相关成果发表在《Applied Microbiology and Biotechnology》。

研究人员采用多组学联用策略：首先通过高通量分离技术从病田健康烟草根际获取菌株；利用平板对峙法筛选抑菌直径>20mm的菌株；采用cheA基因PCR标记鉴定趋化能力；通过交叉划线试验验证菌株兼容性；优化含蚯蚓粪/酒糟/牛粪/油饼(1:1:1:1)的有机肥载体；结合qPCR和16S rRNA测序分析田间微生物组变化。

趋化性SynCom的构建与优化
从372株细菌中筛选出25株抑菌活性>20mm的菌株，其中13株携带趋化关键基因cheA。通过兼容性测试，最终选择抑菌直径达27.0mm的Y364与兼容性良好的Y832、Y878组成SynCom。

益生元增强抑菌效应
发现抗坏血酸使Y364发酵液抑菌效果提升1.8倍，丙酸和七叶亭分别增强Y832活性。这些根分泌物成分作为益生元，特异性促进有益菌生长而不利于病原菌。

生物有机肥的田间表现
在贵州福泉病田的试验显示，SynCom有机肥使青枯病指数显著降低，病原菌绝对丰度减少3.2倍，烟叶产量近乎翻倍。植株的叶片数、株高和茎围等农艺性状均有提升。

微生物组调控机制
16S分析揭示处理组显著富集Bacillota(相对丰度增加47%)和Chloroflexiota(增加32%)，这些菌群与嘌呤代谢(R²=0.90)和丙酮酸代谢等通路呈正相关。功能预测表明处理组微生物在生物合成和代谢途径上的基因丰度更高，形成有利于作物生长的"保护性微生物屏障"。

该研究首次将趋化基因标记应用于SynCom设计，创建的"益生元-趋化菌群-有机载体"三位一体系统，突破了传统生防制剂定殖效率低的瓶颈。田间验证表明，这种基于微生物行为调控的策略不仅能持久抑制土传病原菌，还能重塑根际微生态，为农业可持续发展提供了创新范式。研究提出的"根际导航-营养竞争-生态位抢占"作用机制，为理解微生物组工程提供了新视角。