鐮刀菌枯萎病作為土傳病害的典型代表，在世界范圍內(nèi)的多種作物頻繁爆發(fā)。在過(guò)去的幾十年里，相關(guān)學(xué)者進(jìn)行了大量案例研究發(fā)現(xiàn)，盡管枯萎病爆發(fā)與土壤中病原菌豐度呈正相關(guān)關(guān)系，但并不存在可以確定是否發(fā)病的閾值。土壤是一個(gè)化學(xué)組成復(fù)雜、物理相系交錯(cuò)、生物及功能神秘的體系，對(duì)鐮刀菌的存活及致病能力影響難以揭示，但普遍認(rèn)為土壤抑病功能很難從個(gè)別微生物及功能上說(shuō)明問(wèn)題。因此，從分子生態(tài)學(xué)角度出發(fā)，以整合分析的方法來(lái)解析發(fā)病土壤微生物群落的普遍性特征，有望能為更好地防控土傳枯萎病提供解決方案。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間7月17日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)沈其榮教授課題組通過(guò)對(duì)全球1500多個(gè)土壤測(cè)序樣品的整合分析，在枯萎病土壤微生物特征解析及發(fā)病預(yù)測(cè)方面取得重要進(jìn)展。研究結(jié)果以“Predicting disease occurrence with high accuracy based on soil macroecological patterns of Fusarium wilt”為題發(fā)表在國(guó)際微生物領(lǐng)域頂級(jí)期刊《The ISME Jounal》上。課題組袁軍博士和博士生文濤為論文共同第一作者，沈其榮教授為通訊作者，美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)的C Ryan Penton和美國(guó)農(nóng)業(yè)部的Linda Thomashow參與了該項(xiàng)研究。
研究發(fā)現(xiàn)，較高的尖孢鐮刀菌相對(duì)豐度是發(fā)病土壤的一個(gè)重要特征，但無(wú)法用于區(qū)分土壤的健康程度；健康土壤中非致病性鐮刀菌和鏈霉菌相對(duì)豐度較高，表明其可能與維持土壤健康有關(guān)。該研究在解釋群落特征的基礎(chǔ)上，使用機(jī)器學(xué)習(xí)分別構(gòu)建了細(xì)菌和真菌模型，該兩種模型在區(qū)分健康和發(fā)病土壤方面準(zhǔn)確度高達(dá)85%以上。并開(kāi)放了在線比對(duì)服務(wù)，供其他研究者以測(cè)序數(shù)據(jù)用于健康和發(fā)病土壤的區(qū)分。
據(jù)了解，沈其榮教授課題組多年來(lái)從事土傳病害的土壤微生物區(qū)系特征解析與防控等研究工作，先后在Nat Biotechnol, Nat Microbiol, Nat Commun, Sci Adv, The ISME J, Microbiome, Ecol Lett等國(guó)際頂級(jí)刊物上發(fā)表了研究論文，彰顯了該團(tuán)隊(duì)在土壤微生物研究領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。該研究受到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)公益性行業(yè)專項(xiàng)、江蘇省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41396-020-0720-5
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