北京地区番茄青枯病健康和发病植株根际细菌群落比较分析 (1).pdf

38 4 920 928 中国生物防治学报 Chinese Journal of Biological Control 2022 年 8 月 收稿日期 2022 06 26 基金项目 国家重点研发计划 2019YFD1002000 现代农业产业体系北京市特色作物创新团队土壤生态评价与产品开发岗位 北京市乡村振 兴科技项目农业微生物制剂创制与落地平谷产业化开发 作者简介 马荣 硕士研究生 E mail 1418859866 通信作者 魏海雷 博士 研究员 E mail weihailei 张晓霞 博士 研究员 E mail zhangxiaoxia DOI 10 16409 ki 2095 039x 2022 04 011 北京地区番茄青枯病健康和发病植株根际细菌群落比较分析 马 荣 马毅楠 王 星 谷医林 魏海雷 张晓霞 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 农业农村部农业微生物资源收集与保藏重点实验室 北京 100081 摘要 本研究利用高通量测序技术研究了北京地区番茄青枯病健康与发病植株根际细菌组成差异 构建相 关性网络 并从健康植株根际分离和筛选青枯菌拮抗菌群 结果显示 pH和速效磷是影响各采样地区土 壤细菌群落组成的主要因子 发病植株根际土壤群落结构比健康植株更复杂 群落间相互作用数量增多 网络分析表明有15个属与Ralstonia直接相关 通过拮抗实验获得14株对青枯菌具有显著拮抗能力的根际 细菌 其中包括3个不常见拮抗细菌类群 为无色杆菌属Achromobacter 剑菌属Ensifer和赖氨酸芽胞杆 菌属Lysinibacillus 该研究结果为北京地区番茄青枯病预警和防控提供了理论基础和资源储备 关 键 词 高通量测序 番茄青枯病 根际群落 相关性网络 中图分类号 S476 文献标识码 A 文章编号 1005 9261 2022 04 0920 09 Comparative Analysis of Healthy and Diseased Rhizosphere Bacterial Communities of Tomato Bacterial Wilt in Beijing Region MA Rong MA Yinan WANG Xing GU Yilin WEI Hailei ZHANG Xiaoxia Key Laboratory of Microbial Resources Collection and Preservation Ministry of Agriculture and Rural Affairs Institute of Agricultural Resources and Regional Planning Chinese Academy of Agricultural Sciences Beijing 100081 Abstract In this study the difference of rhizosphere bacteria composition between healthy and bacterial wilt tomato plants was investigated by high throughput sequencing and the correlation network was constructed Antagonistic bacteria against Ralstonia solanacearum were isolated from the rhizosphere of healthy plants It was found that soil pH and available phosphorus in different regions were the main factors to shape the rhizosphere bacterial community The rhizosphere community structure of the diseased plants was more complex than that of healthy plants which demonstrated by the increase of interactive nodes Fifteen bacterial genera directly related to Ralstonia was defined Fourteen strains of rhizosphere bacteria were obtained by antagonistic experiments including three uncommon antagonistic groups Achromobacter Ensifer and Lysinibacillus The results provided information for the early warning and control of tomato wilt in Beijing region Key words high throughput sequencing tomato bacterial wilt rhizosphere community correlation network 番茄青枯病是由茄科雷尔氏菌 Rasltonia solanacearum 简称青枯菌 引起的一种毁灭性土传病害 1 青枯菌寄主范围广泛 可侵染包括茄科植物在内的 400 多种植物 2 3 青枯病在我国番茄种植区大面积发生 且危害严重 目前尚未发现高效的防治方法 生物防治因其对环境友好且高效的特点而备受关注 根际促 生菌 Plant Growth Promoting Rhizobacteria PGPR 是主要的生防微生物资源 其特点为增加土壤微生物 群落多样性或增强植物对病原菌的抗性 4 5 植物根际是植物根部与土壤之间动态而复杂的界面 根际微生 第 4 期 马荣等 北京地区番茄青枯病健康和发病植株根际细菌群落比较分析 921 物是一种特定的微生物群落 对于植株的生长 健康和抵御病原菌的侵染有着重要作用 6 7 青枯菌的入侵 能够破坏根际微生物群落组成 8 导致根际土壤中的革兰氏阳性菌 厚壁菌门和放线菌门 的失调进而促 进了青枯病的发生 9 因此 研究番茄健康与发病植株根际土壤微生物群落组成差异有助于深入了解青枯 菌与其他群落成员之间的关系 此外 还可以利用构建相关性网络的方法来探讨根际微生物群落间的相互 作用 在网络结构中 相互作用的微生物成员之间的连接配置和分布可以对生态系统的功能和稳定性提供 强有力的预测 也可以识别出菌群中占据重要位置的特定微生物 10 11 番茄是北京市设施蔬菜的重要果菜 对推动农业现代化等方面起着极其重要的作用 由于青枯菌喜好 高温高湿的土壤环境 青枯病的发生大多集中在我国华中 华南和华东地区 而华北地区相对较少 12 但 随着气候和种植方式的变化 青枯病的发生已经有北移的趋势 此外 由于北京保护地常年连作 造成了 严重的土壤生物障碍 本研究通过解析北京地区番茄青枯病发生的根际群落变化特征并结合分离培养筛选 有利于番茄抗病促生的有益菌群 为青枯病的生物防控提供重要参考 1 材料与方法 1 1 供试材料 供试病原菌 为实验室保藏的青枯菌 Ralstonia solanacearum GMI1000 番茄根际土壤样品 采自北京市昌平区 顺义区 通州区 大兴区 具体采样点见表 1 各个采样地 点分别采集散土 健康和发病植株根际土壤 挖出整个根系 轻抖根系 收集紧密附着根上的土壤 即为 根际土壤 13 表 1 北京市番茄根际土壤采样统计表 Table 1 Area of sampling collection statistical of tomato rhizosphere soil in Beijing region 行政区 Sampling areas 采样地点 Sampling locations 样品编号 Sampling codes 顺义区 Shunyi District 赵全营镇前桑园村 兴农鼎力种植专业合作社 QSY 大兴区 Daxing District 长子营镇东北台村 奥肯尼克家庭农场 DBT 潞城镇大东各庄村 中农富通 DDG 通州区 Tongzhou District 西集镇王上村 润土园 WSC 南邵镇姜屯村 金六环农业园 JT 昌平区 Changping District 兴寿镇西营村 树蜂采摘园 XS 1 2 土壤理化性质的测定 土壤理化性质测定参照 土壤农化分析 土壤 pH 利用复合玻璃电极仪测定 土水比为 1 2 5 利用 电导率仪测定土壤电导率 土水比为 1 5 有机质采用重铬酸钾容量法 外加热法 土壤全氮采用半微量开 氏法 碱解氮采用碱解扩散法 土壤全磷和有效磷采用钼锑抗比色法 土壤全钾和速效钾采用火焰光度法 利用流动分析仪测定土壤悬液的铵态氮和硝态氮含量 14 1 3 番茄根际土壤基因组的提取与检测 利用 FastDNA Spin Kit For Soil MP 试剂盒提取 DNA 首先称取 0 5 g 土壤样品 在灭菌后的研钵 中利用液氮研磨至粉状 装入 Lysing Matrix Etube 中 之后步骤按照 MP 试剂盒说明书进行操作 利用核 酸定量仪 NanoDrop 2000 测定 DNA 核酸浓度与纯度 DNA 于 20 保存备用 1 4 16S rRNA 基因 PCR 扩增及测序样品的准备 16S rRNA 基因扩增使用带有不同 barcode 序列的通用引物 V3 V4 区 534F 5 CCAGCAGCCGCGGTA AT 3 和 783R 5 ACCMGGGTATCTAATCCKG 3 15 PCR 体系 50 L 2 Taq PCR Mix 25 L 534 F 与 783 R 引物各 2 L DNA 30 ng ddH 2 O 补足至 50 L PCR 反应程序为 95 预变性 3 min 94 变性 45 s 53 退火 1 min 72 延伸 1 min 共 35 个循环 72 延伸 10 min 使用 OMEGA 纯化试剂盒 进行胶回收 用 Nanodrop 检测已纯化产物 按照 Marker 250 bp 条带的净光密度值进行标准化后进行等质量 DNA 150 ng 混样 采用双端 Nova PE 250 模式进行测序 由北京诺禾致源生物信息科技有限公司完成 922 中 国 生 物 防 治 学 报 第 38 卷 1 5 扩增子数据处理和分析 将 16S rRNA 基因的下机测序数据 正向 反向序列文件 与 barcode 序列 txt 文件 上传至 Galaxy 平台 16 有序去除 barcode 序列与正反向引物序列 利用 Flash 工具将正反向序列拼接 去除非细菌序列 后 按照 97 的相似度水平生成 OTU Operational Taxonomic Units 表 借助在线平台 MicrobiomeAnalyst https www microbiomeanalyst ca 17 和 ImageGP 18 进行数据分析 选 用 Canonical Correspondence Analysis CCA 对土壤养分和土壤细菌群落的相关性进行分析 明确驱动细 菌群落发生变化的主要影响因子 利用 Chao1 Shannon 和 Simpson 指数来表征番茄根际土壤微生物群落 多样性 基于 Bray Curtis 距离对微生物群落相似性进行主成分分析 Principle coordinate analysis PCoA 基于 SparCC 算法进行群落相关性网络分析 利用 Gephi v 0 9 2 软件可视化 利用软件 SAS 9 4 完成单 因素方差分析 1 6 根际细菌分离培养与 16S rRNA 基因测序分析 取 5 g 鲜土置于盛有玻璃珠和 45 mL 无菌水的三角瓶中 室温 120 r min 振荡 30 min 取 1 mL 土壤 悬液用无菌水进行梯度稀释 选取稀释度 10 4 10 6 的土壤悬液各 0 1 mL 分别涂布在 R2A 培养基 19 30 恒温培养 7 d 取单个菌落并进一步纯化 最后以 20 甘油悬液保存在 80 冰箱 采用细菌 16S rRNA 基 因通用引物 27F 和 1492R 20 扩增供试菌的 16S rRNA 基因片段 每个反应体系 25 L DNA 3 L 引物各 1 L 2 Taq PCR Mix 12 5 L ddH 2 O 补至 25 L PCR 反应程序为 94 预变性 3 min 94 变性 30 s 55 退火 30 s 72 延伸 2 5 min 35 个循环后于 4 保存 PCR 产物由生工生物公司 北京 进行测序 将获得的 16S rRNA基因序列与 EzBioCloud 和 GenBank www ncbi nlm nih gov GenBank 中菌株序列数据库进行比对鉴定 1 7 根际细菌拮抗功能筛选 将病原菌在 NA 固体培养基 21 上活化 再转接 NA 液体培养基 同时培养试验菌株 30 120 r min 振荡培养 24 h 后 离心去掉上清液 加入适量无菌水调至浓度为 OD 600 1 取 200 L 病原菌菌液涂布于 NA 平板上 晾干后 缓慢滴加 10 L 试验菌株 每株菌株 3 个重复 30 培养箱倒置培养 观察并测量 抑菌圈 2 结果与分析 2 1 不同采样地区的土壤理化性质分析 对顺义区 大兴区 通州区和昌平区 4 个区的 6 个采样地区的散土理化指标进行方差分析 表 2 发现 6 个采样地区的土壤养分均存在显著性差异 其中兴寿镇 XS 地区样品 pH 最高 为 8 63 全 氮 全磷 有机质和碱解氮含量最低 大东各庄村 DDG 各个理化指标较高 但其土壤盐分含量显 著高于其他采样地区 即土壤盐渍化程度较重 2 2 土壤养分对不同采样地细菌群落的影响 土壤养分与细菌群落相关分析结果表明 图 1 pH 和速效磷是影响土壤细菌群落变异最显著 的环境因子 其次是速效钾 EC 硝态氮 全氮和 有机质 而全钾 全磷 碱解氮和铵态氮对细菌群 落差异化的贡献率较小 2 3 番茄根际土壤细菌群落的组成分析 北京 6 个地区 36 份番茄根际土壤样品共产生 777540 条 16S rRNA 基因序列 利用 RDP 数据库 注释后 6 个地区的样本共检测到 16 个细菌门 图 XS QSY JT DDG DBT WSC Group CCA1 23 41 012 1 CCA2 1 3 74 1 0 1 2 图 1 土壤养分因子与散土细菌群落典型相关分析 Fig 1 Canonical correspondence analysis of relationship between soil nutrient factors with bulk soil bacterial community Permutation test p value 0 001 第 4 期 马荣等 北京地区番茄青枯病健康和发病植株根际细菌群落比较分析 923 2A 相对丰度大于 1 的门类 各个地区番茄根际微生物群落以放线菌门 Actinobacteria 占比 27 46 变形菌门 Proteobacteria 占比 21 50 和厚壁菌门 Firmicutes 占比 7 32 为主 在属水平 图 表 2 不同采样地土壤样品的理化性质比较 Table 2 Comparison on the physical and chemical properties of soil samples at different sampling sites 地区 pH EC s cm 全氮 g kg 全磷 g kg 全钾 g kg 有机质 g kg DDG 7 78 0 03 cd 1891 67 324 61a 4 36 0 49 a 2 39 0 20 a 20 96 0 46 a 56 56 4 84 a JT 7 49 0 04 d 703 67 73 14 b 2 88 0 43 b 1 43 0 08 b 18 62 0 88 ab 48 49 1 62 ab QSY 8 00 0 09 c 334 73 151 74 b 2 35 0 29 bc 1 47 0 18 b 15 71 2 09 b 41 82 5 21 b DBT 8 12 0 11 bc 277 20 498 44 b 2 40 0 17 b 1 97 0 09 ab 17 66 0 40 ab 27 24 1 89 c WSC 8 40 0 10 ab 127 20 20 18 b 1 84 0 02 bc 1 55 0 09 b 16 09 0 42 b 22 50 1 49 c XS 8 63 0 13 a 268 73 163 86 b 1 01 0 25 c 0 81 0 11 c 18 36 0 32 ab 15 27 2 05 c 地区 碱解氮 mg kg 速效磷 mg kg 速效钾 mg kg 铵态氮 mg kg 硝态氮 mg kg DDG 241 34 24 64 a 232 92 28 25 b 2227 42 189 57 a 5 60 1 39 a 668 05 99 25 a JT 174 22 31 95 ab 68 24 5 83 d 666 80 47 99 bc 5 80 2 43 a 214 70 51 02 b QSY 150 66 14 04 abc 143 18 18 99 c 551 85 159 52 bc 2 56 0 20 b 102 08 37 98 b DBT 152 75 14 03 abc 311 4 7 28 08 a 941 45 158 99 b 2 52 1 08 b 133 05 52 12 b WSC 129 73 4 04 bc 81 8 1 38 d 396 48 17 65 bc 2 25 1 18 b 22 63 4 20 b XS 76 13 26 31 c 82 98 8 85 d 335 95 144 68 d 2 24 1 36 b 13 57 6 23 b 注 数据为平均值 标准误 不同小字母表示 0 05 水平上差异显著 Note data were presented as mean SE data with different lowercase letters indicated significant difference at 0 05 level 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 DBTD DBTH DDGD DDGH JTD JTH QSYD QSYH WSCD WSCH XSD XSH Verrucomicrobia Acidobacteria Nitrospirae Bacteroidetes Gemmatimonadetes Firmicutes Proteobacteria Actinobacteria 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 DBTD DBTH DDGD DDGH JTD JTH QSYD QSYH WSCD WSCH XSD XSH Agromyces Mycobacterium Streptomyces Thermomonas Rhodoplanes Lysobacter Bacillus Steroidobacter Planifilum Arthrobacter A B 图 2 各个地区健康和发病番茄根际土壤细菌群落组成比较 A 门水平 B 属水平 样品编号后的字母 D 和 H 分别是发病植株和健康植株 Fig 2 Comparison of rhizosphere bacterial community composition of healthy and diseased tomato at different sampling sites A phylum level B genus level the letters D and H after sample codes indicate the diseased and healthy plants respectively 924 中 国 生 物 防 治 学 报 第 38 卷 2B 大东各庄村 DDG 姜屯 JT 和前桑园村 QSY 的番茄植株根际的优势菌群为芽胞杆菌属 占比 42 56 兴寿镇 XS 和王上村 WSC 的优势菌群为节细菌属 占比 16 34 所有采样点 中 仅东北台村 DBTD 和 DBTH 和前桑园村 QSYD 和 QSYH 的健康和发病植株根际组成存在差异 整体来看 不同地区的番茄根际植株群落组成在属水平的优势菌群不同 而同一地区的健康和发病植株根 际组成差异较小 2 4 番茄根际土壤细菌群落多样性分析 多样性分析结果表明 健康植株根际群落 Chao1 Shannon 和 Simpson 指数均高于发病植株番茄根际 土壤 图 3 主成分分析结果表明 6 个地区的番茄根际细菌群落结构呈现显著的区域性分布 P 0 001 R 2 0 46952 图 4A 同时样品聚类分析也说明地域因素对于番茄根际细菌群体的影响大于病原微生物引 起的群落结构变化 图 4B 200 400 600 800 healthy disease 4 50 4 75 5 00 healthy disease 0 975 0 980 0 985 0 990 healthy disease healthy disease 图 3 各个地区健康和发病番茄根际土壤微生物群落 多样性分析 Fig 3 diversity analysis of healthy and diseased tomato rhizosphere soil community at different sampling sites 2 5 健康和发病植株根际细菌群落网络相关性分析 在健康植株根际土壤的群落相关性网络图中 图 5A 点元素和边元素分别是 93 和 113 正相互作 用数量为 71 负相互作用数量为 42 在发病植株根际土壤的相关性网络图中 图 5B 点元素和边元素 分别是 136 和 292 正相互作用数量为 152 负相互作用数量为 140 与健康番茄根际群落网络相比 发病 番茄根际群落网络中的点元素和边元素的数量均明显升高 说明发病植株根际土壤的群落结构更为复杂且 存在更多的相互作用 即微生物群落的平衡关系发生了变化 Bacillus 在健康和发病植株根际细菌网络中 都占据核心位置 且在发病植株根际细菌网络中与其他类群存在更多的互作关系 degree 14 而 Stenotrophomonas Lysinibacillus 和 Pseudoxanthomonas 等类群仅在发病植株根际细菌网络中占据核心位置 2 6 Ralstonia 相关类群分析 基于健康和发病土壤微生物群落相关性网络分析发现与 Ralstonia 直接相关的微生物有 15 个属 图 6 其中与 Ralstonia 呈正相关的属有 9 个 分别是伯克霍尔德氏 Burkholderia 索氏菌属 Thauera 根瘤菌属 Rhizobium 海洋芽胞杆菌属 Oceanobacillus 肠杆菌属 Enterobacter 侏儒囊菌属 Nannocystis 泛菌属 Pantoea 散生杆菌属 Patulibacter 和柯恩氏菌属 Cohnella 与 Ralstonia 呈负相关的属有 6 个 分别是芽胞 杆菌属 Bacillus 寡养单胞菌属 Stenotrophomonas 气微菌属 Aeromicrobium 噬冷菌属 Algoriphagus 珊 瑚球菌属 Corallococcus 和假黄单胞菌属 Pseudoxanthomonas 第 4 期 马荣等 北京地区番茄青枯病健康和发病植株根际细菌群落比较分析 925 0 2 0 0 2 Axis 1 13 0 2 0 0 2 Axi s 2 8 0 8 DDGH2 DDGD2 DDGD3 DDGH1 DDGH3 QSYD2 JTH1 JTH3 JTD3 JTD2 JTH2 DBTD3 DBTH2 DBTH1 DBTH3 DBTD1 DBTD2 XSH3 XSH1 XSH2 XSD3 XSD2 DDGD1 WSCD1 WSCH2 WSCH3 WSCD2 WSCH1 WSCD3 QSYH3 QSYH2 QSYD1 QSYD3 WSC DBT DDG XS QSY JT QSYH1 XSD1 JTD1 0 6 0 4 0 2 0 XS QSY JT DDG DBT WSC A B A Principle coordinate analysis B Cluster analysis of samples 图 4 各个地区番茄根际土壤微生物群落 多样性分析和样品聚类分析 A 主成分分析 B 样品聚类分析 Fig 4 diversity and cluster analysis of tomato rhizosphere soil microbial community at different sampling sites 2 7 健康番茄根际土壤细菌的拮抗功能筛选 从健康番茄根际土壤中共分离得到 152 株细菌 经过拮抗功能筛选得到 14 株 表 3 对青枯菌 R solanacearum GMI1000 具有拮抗作用的菌株 图 7 分别属于无色杆菌属 Achromobacter 芽胞杆菌属 Bacillus 剑菌属 Ensifer 肠杆菌属 Enterobacter 赖氨酸芽胞杆菌属 Lysinibacillus 假单胞菌属 Pseudomonas 红球菌属 Rhodococcus 寡养单胞菌属 Stenotrophomonas 和链霉菌属 Streptomyces 926 中 国 生 物 防 治 学 报 第 38 卷 图 5 健康和发病番茄根际群落相互作用的网络 A 健康植株根际土壤 B 发病植株根际土壤 不同的颜色代表不同的模块 黑色链接 表示节点间的正交互作用 红色链接表示负交互作用 Fig 5 Network of rhizosphere community interactions between healthy and diseased tomato A rhizosphere soil of healthy plants B rhizosphere soil of diseased plants different colors represent different modules black links represent positive interactions between nodes and red links represent negative interactions 图 6 Ralstonia 与番茄根际群落中其它细菌的网络相关分析 Fig 6 Network analysis of Ralstonia with other bacteria in tomato rhizosphere community 抑菌圈 mm 图 7 14 株根际细菌对青枯菌的拮抗活性测定 Fig 7 Antagonistic activity of 14 rhizosphere bacteria against Ralstonia solanacearum GMI1000 3 讨论 尽管青枯病不是北方设施番茄的主要病害 但由于全球变暖 连作障碍等因素的影响下 番茄青枯病 具有北移的趋势 本研究对顺义 大兴 通州 昌平 4 个区域 6 个采样点的健康与发病番茄植株进行研究 第 4 期 马荣等 北京地区番茄青枯病健康和发病植株根际细菌群落比较分析 927 表 3 青枯菌拮抗细菌鉴定结果 Table 3 Isolation culture and identification of bacteria from healthy tomato rhizosphere soil 菌株编号 Strain 分离地点 Separation location 菌种 Bacterial species 相似度 Identity of 16S rRNA gene HD15 长子营镇东北台村 Achromobacter xylosoxidans 100 HP14 长子营镇东北台村 Bacillus subtilis 100 HR8 长子营镇东北台村 B subtilis 100 HS8 南邵镇姜屯村 B subtilis 99 75 H12 南邵镇姜屯村 B velezensis 100 H9 赵全营镇前桑园村 Ensifer meliloti 98 57 HD10 赵全营镇前桑园村 Enterobacter cancerogenus 100 HD11 赵全营镇前桑园村 Lysinibacillus macroides 99 88 HD5 赵全营镇前桑园村 L macroides 100 HD6 潞城镇大东各庄村 Pseudomonas geniculata 100 HD9 西集镇王上村 Rhodococcus rhodochrous 99 88 HP5 西集镇王上村 Stenotrophomonas maltophilia 99 88 HS18 兴寿镇西营村 Streptomyces bobili 100 HS5 兴寿镇西营村 S cyslabdanicus 100 通过主成分分析和样品聚类分析发现地域因素对于番茄根际细菌群体的影响更大 即不同区域相比较 土 壤养分因子对微生物组成影响更显著 但同一地区 青枯菌是根际细菌群落组装的主要影响因子 已有报 道表明 pH 有效性养分磷和氮及有机质是调节根际群落组装的主要因素且影响病害的发生 22 26 Li 等 27 首次证明土壤磷很可能通过微生物间的相互作用来促进青枯菌对土壤和植物系统的入侵 本研究对环境因 子相关性分析表明 pH 和速效磷是影响土壤细菌群落变异最显著的环境因子 有关病原菌侵染对微生物 群落的影响 前人已有较多研究 Wei 等 8 发现青枯菌的侵染会导致非致病细菌的多样性下降 与该研究 结果相似 本研究发现健康植株根际的 Chao1 Shannon Simpson 多样性指数均高于发病土壤 可能是由 于病原菌的大量繁殖破坏了原有微生物群落的平衡 这些结果说明在抵抗青枯菌入侵的过程中不能忽略土 壤养分对植株根际群落组装的重要性 也预示着不同区域的生物防治需要采取不同的生物制剂 通过构建群落相关性网络发现拮抗病原菌的细菌已经成为研究微生物互作关系的有效方法 这些相关 的类群可能是病原菌的靶点或者是助手 10 本研究通过构建群落相关性网络 发现 15 个与 Ralstonia 直接 相关的菌属 Hu 等 10 在研究根内生潜在致病性雷尔氏菌和其他微生物成员的相互作用网络时发现伯克氏 菌属 Burkholderia 根瘤菌属 Rhizobium 肠杆菌属 Enterobacter 散生杆菌属 Patulibacter 芽胞杆菌属 Bacillus 和寡养单胞菌属 Stenotrophomonas 等与 Ralstonia 直接相关 除此之外 本研究还发现另外 9 个与 Ralstonia 直接相关的菌属 分别是索氏菌属 Thauera 海洋芽胞杆菌属 Oceanobacillus 侏儒囊菌属 Nannocystis 泛 菌属 Pantoea 柯恩氏菌属 Cohnella 气微菌属 Aeromicrobium 噬冷菌属 Algoriphagus 珊瑚球菌属 Corallococcus 和假黄单胞菌属 Pseudoxanthomonas 以此为参考 筛选得到 14 株对青枯菌具有拮抗能力的 菌株 分布在 9 个属 其中芽胞杆菌属 肠杆菌属 寡养单胞菌属 假单胞杆菌属和链霉菌属的细菌已被 用于青枯病的防治 28 此外 本研究还发现 3 个可以抑制青枯菌生长但应用较少的类群 无色杆菌属 Achromobacter 剑菌属 Ensifer 和赖氨酸芽胞杆菌属 Lysinibacillus 这一发现增加了开发微生物制剂资源 的多样性 后续研究将重点通过构建复合菌群用于青枯病的防治 参 考 文 献 1 Hayward A C Biology and epidemiology of bacterial wilt caused by Pseudomonas solanacearum J Annual Review of Phytopathology 1991 29 65 87 2 Choi K Choi J Lee P A et al Alteration of bacterial wilt resistance in tomato plant by microbiota transplant J Frontiers in Plant Science 2020 11 1186 3 Scott J W Wang J F Hanson P M Breeding tomatoes for resistance to bacterial wilt a global view J Acta Horticulturae 2005 695 161 172 4 Hu J Wei Z Friman V P et al Probiotic diversity enhances rhizosphere microbiome function and plant disease suppression J Molecular Biosystems 928 中 国 生 物 防 治 学 报 第 38 卷 2016 7 6 e01790 16 5 Zhang Y Hu A Zhou J et al Comparison of bacterial communities in soil samples with and without tomato bacterial wilt caused by Ralstonia solanacearum species complex J BMC Microbiology 2020 20 1 89 6 Jones D L Nguyen C Finlay R D et al Carbon flow in the rhizosphere carbon trading at the soil root interface J Plant and Soil 2009 321 1 2 5 33 7 Philippot L Raaijmakers JM Lemanceau P et al Going back to the roots the microbial ecology of the rhizosphere J Nature Reviews Microbiology 2013 11 11 789 799 8 Wei Z Hu J Gu Y et al Ralstonia solanacearum pathogen disrupts bacterial rhizosphere microbiome during an invasion J Soil Biology Biochemistry 2018 118 8 17 9 Lee S M Kong H G Song G C et al Disruption of Firmicutes and Actinobacteria abundance in tomato