植保所解析小麥矮腥黑穗病菌導(dǎo)致寄主種子微生物群落變化規(guī)律

　　近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所糧食作物真菌病害監(jiān)測(cè)與防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在Microbiology Spectrum（最新影響因子9.043）上發(fā)表了題為“Microbiome signature of endophytes in wheat seed response to wheat dwarf bunt caused by  Tilletia controversa  Kühn”的研究論文。該研究結(jié)合了擴(kuò)增子測(cè)序技術(shù)和微生物分離方法，揭示了小麥矮腥黑穗病菌導(dǎo)致抗病和感病小麥種子內(nèi)生菌群落的變化特點(diǎn)及規(guī)律，并發(fā)現(xiàn)和儲(chǔ)備了可用于防控該病害的多個(gè)候選生防菌株。

 

　　小麥矮腥黑穗病極難防治，發(fā)病小麥籽粒會(huì)被菌癭替代，導(dǎo)致產(chǎn)量損失80%甚至絕產(chǎn)。該病害可靠種子帶菌進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播。植物種子內(nèi)生菌群可促進(jìn)植物生長(zhǎng)并可持續(xù)保護(hù)作物免受病原菌的侵害。同時(shí)，病原菌侵染會(huì)引起種子內(nèi)生菌群落發(fā)生變化，這種變化在感病品種和抗病品種中差異較大。近年來對(duì)種子內(nèi)生菌群的研究表明，特定的內(nèi)生菌可以降低病原菌毒力，影響病原菌生長(zhǎng)發(fā)育，微生物多樣性也會(huì)影響植物種子的抗病能力，因此，植物種子內(nèi)生菌具有防治植物病害的潛力，并且與傳統(tǒng)農(nóng)藥防治相比，具有環(huán)境友好的優(yōu)勢(shì)。該研究基于擴(kuò)增子測(cè)序（155屬310種細(xì)菌、81屬128種真菌）和微生物分離方法（29屬66種細(xì)菌、23屬52種真菌），分離鑒定了感病和抗病小麥種子的內(nèi)生菌。經(jīng)過PCoA分析，發(fā)現(xiàn)小麥矮腥黑穗病菌侵染種子后，感病品種種子微生物群落發(fā)生了顯著變化。Shannon多樣性分析發(fā)現(xiàn)，感病品種受侵染后細(xì)菌多樣性明顯低于抗性品種的多樣性?；プ骶W(wǎng)絡(luò)分析發(fā)現(xiàn)部分菌株對(duì)小麥矮腥黑粉菌呈明顯抑制作用，進(jìn)一步的拮抗實(shí)驗(yàn)表明，候選的十多個(gè)菌株可抑制小麥矮腥黑穗病菌冬孢子的萌發(fā)，成為有應(yīng)用潛力的生防菌株。

 

　　中國農(nóng)科院植保所為論文的第一完成單位，博士生任昭宇和慕恩生物陳娟博士為論文共同第一作者，高利研究員為論文通訊作者。此外，植保所陳萬權(quán)研究員、劉太國研究員、博士生杜真真及新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)宗倩倩客座碩士生及郭慶元教授也參與了該項(xiàng)工作。該研究得到國家自然科學(xué)基金地區(qū)國際（地區(qū)）合作與交流項(xiàng)目、面上項(xiàng)目、小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系及中國農(nóng)科院創(chuàng)新工程的資助。

 

　　原文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36625645/