近日，中國農業科學院植物保護研究所糧食作物真菌病害監測與防控創新團隊在《Microbiome》上在線發表題為“ Bacillus species are core microbiota of resistant maize cultivars that induce host metabolic defense against corn stalk rot”的研究論文，發現玉米在遭受鐮孢莖基腐病危害時能夠招募芽孢桿菌核心抗病菌群并解析了其抑病機制。
玉米莖基腐病是全球范圍內普遍發生的重要土傳病害，隨著秸稈還田等栽培措施持續推廣，導致該病害近年來在我國頻繁暴發，嚴重威脅玉米的安全生產。微生物組被認為是植物的“第二基因組”，其多樣性和功能對維持植物健康生長至關重要。因此，深入研究玉米植株中不同部位的微生物群落與宿主之間的互作機制，挖掘抗病微生物菌群可為防治莖基腐病提供理論基礎和菌株資源。
該研究通過微生物組、代謝組和轉錄組聯合分析揭示了禾谷鐮孢菌脅迫下抗病和感病玉米自交系品種在不同生態位的微生物菌群結構和功能。研究發現，抗莖腐病的玉米自交系品種能夠重塑其微生物群落，并招募三種不同類型抗禾谷鐮孢菌表型的芽孢桿菌，這些表型包括搶占生態位、分泌抗菌活性物質、無直接拮抗作用。盆栽接種實驗證明三種類型芽孢桿菌合成菌群均能提高玉米對鐮孢莖基腐病的抗病作用。研究進一步發現，無直接拮抗作用的芽孢桿菌合成菌群可通過特異性地誘導酪氨酸脫羧酶1 （ TYDC1 ）的表達，促進小檗堿的生物合成，從而達到抑制病害發生的作用。該研究闡明了芽孢桿菌作為玉米抗鐮孢莖基腐病核心微生物菌群的作用機制，為玉米莖基腐病相關生防產品開發提供了菌株資源和理論依據。
已畢業博士研究生夏信瑤（現山東省農業科學院植物保護研究所工作）、在讀博士生韋秋合和吳瀚翔副研究員為論文的共同第一作者，劉文德研究員為論文的通訊作者。中國農科院植保所郭園文副研究員、中國農業大學孫文獻教授參與了該項研究工作。該研究得到國家重點研發計劃項目（2022YFD1402000）和中國農科院農業科技創新工程等項目的資助。
論文鏈接：https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-024-01887-w
日期：2024-09-02
玉米莖基腐病是全球范圍內普遍發生的重要土傳病害，隨著秸稈還田等栽培措施持續推廣，導致該病害近年來在我國頻繁暴發，嚴重威脅玉米的安全生產。微生物組被認為是植物的“第二基因組”，其多樣性和功能對維持植物健康生長至關重要。因此，深入研究玉米植株中不同部位的微生物群落與宿主之間的互作機制，挖掘抗病微生物菌群可為防治莖基腐病提供理論基礎和菌株資源。
該研究通過微生物組、代謝組和轉錄組聯合分析揭示了禾谷鐮孢菌脅迫下抗病和感病玉米自交系品種在不同生態位的微生物菌群結構和功能。研究發現，抗莖腐病的玉米自交系品種能夠重塑其微生物群落，并招募三種不同類型抗禾谷鐮孢菌表型的芽孢桿菌，這些表型包括搶占生態位、分泌抗菌活性物質、無直接拮抗作用。盆栽接種實驗證明三種類型芽孢桿菌合成菌群均能提高玉米對鐮孢莖基腐病的抗病作用。研究進一步發現，無直接拮抗作用的芽孢桿菌合成菌群可通過特異性地誘導酪氨酸脫羧酶1 （ TYDC1 ）的表達，促進小檗堿的生物合成，從而達到抑制病害發生的作用。該研究闡明了芽孢桿菌作為玉米抗鐮孢莖基腐病核心微生物菌群的作用機制，為玉米莖基腐病相關生防產品開發提供了菌株資源和理論依據。
已畢業博士研究生夏信瑤（現山東省農業科學院植物保護研究所工作）、在讀博士生韋秋合和吳瀚翔副研究員為論文的共同第一作者，劉文德研究員為論文的通訊作者。中國農科院植保所郭園文副研究員、中國農業大學孫文獻教授參與了該項研究工作。該研究得到國家重點研發計劃項目（2022YFD1402000）和中國農科院農業科技創新工程等項目的資助。
論文鏈接：https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-024-01887-w
日期：2024-09-02
