三种砧木基因型微生物群落组成与苹果再植病害易感性的关联

《Environmental Microbiome》：Linking microbial community composition of three rootstock genotypes to apple replant disease susceptibility

　　

摘要

背景

苹果重茬病害（ARD）是一个由复杂生物因素引起、全球性的问题。其确切病因尚未完全阐明，且环境友好且经济可行的对策十分稀缺。培育耐病苹果砧木基因型展现出了一定的前景，因为某些砧木基因型在部分受ARD影响的土壤上表现出较低的敏感性。通过增加对根际微生物组的见解，我们旨在补充已发表的研究成果，考察七个< i>Malus基因型在ARD土壤中的生长反应、基因表达和酚类化合物的产生情况。我们选择了前一项研究中抗性最强的两种砧木基因型EMR.2和G.935，以及感病砧木基因型M.26。本研究的目的是通过对比抗性较弱和感病的砧木基因型，深入了解其根际和根内生细菌群的组成。

结果

采用基于Illumina的测序方法，研究了ARD土壤和消毒后的ARD土壤中苹果植株根际及内生细菌群的组成。ARD对根际的影响强于对根内环境的影响，而砧木基因型对根内环境的影响更为显著。G.935总体上表现出比其他两种砧木基因型更独特、更多样的微生物组。在细菌群落中，ARD样本中Pseudomonadota的相对丰度降低，而Actinomycetota升高。在根内环境中，这一变化主要由Streptomyces所致。一种qPCR方法证实了Streptomyces的高丰度。有趣的是，另一种qPCR方法并未表明相同样本中存在高丰度的致病性Streptomyces。

结论

ARD对根际细菌微生物组产生了强烈影响，对根内生微生物组的影响则较小。G.935独特且更多样的细菌微生物组可能有助于抵抗生物胁迫，如ARD。然而，EMR.2此前也被发现对ARD的抗性较强，这表明其他因素也必定发挥了作用，需要进一步研究。Streptomyces的致病性未能被证实，但在ARD条件下根内生Streptomyces反复出现的高丰度表明其具有重要作用。

背景

苹果重茬病害（ARD）是一个由复杂生物因素引起、全球性的问题。其确切病因尚未完全阐明，且环境友好且经济可行的对策十分稀缺。培育耐病苹果砧木基因型展现出了一定的前景，因为某些砧木基因型在部分受ARD影响的土壤上表现出较低的敏感性。通过增加对根际微生物组的见解，我们旨在补充已发表的研究成果，考察七个Malus基因型在ARD土壤中的生长反应、基因表达和酚类化合物的产生情况。我们选择了前一项研究中抗性最强的两种砧木基因型EMR.2和G.935，以及感病砧木基因型M.26。本研究的目的是通过对比抗性较弱和感病的砧木基因型，深入了解其根际和根内生细菌群的组成。

结果

采用基于Illumina的测序方法，研究了ARD土壤和消毒后的ARD溶液中苹果植株根际及内生细菌群的组成。ARD对根际的影响强于对根内环境的影响，而砧木基因型对根内环境的影响更为显著。G.935总体上表现出比其他两种砧木基因型更独特、更多样的微生物组。在细菌群落中，ARD样本中Pseudomonadota的相对丰度降低，而Actinomycetota升高。在根内环境中，这一变化主要由Streptomyces所致。一种qPCR方法证实了Streptomyces的高丰度。有趣的是，另一种qPCR方法并未表明相同样本中存在高丰度的致病性Streptomyces。

结论

ARD对根际细菌微生物组产生了强烈影响，对根内生微生物组的影响则较小。G.935独特且更多样的细菌微生物组可能有助于抵抗生物胁迫，如ARD。然而，EMR.2此前也被发现对ARD的抗性较强，这表明其他因素也必定发挥了作用，需要进一步研究。Streptomyces的致病性未能被证实，但在ARD条件下根内生Streptomyces反复出现的高丰度表明其具有重要作用。