Advanced Science | 利用芽孢杆菌主导的具有独特合作模式的根际稳定核心菌群持续抑制玉米种传镰刀菌

题目:Sustained Inhibition of Maize Seed-Borne Fusarium Using a Bacillus-Dominated Rhizospheric Stable Core Microbiota with Unique Cooperative Patterns

利用芽孢杆菌主导的具有独特合作模式的根际稳定核心菌群持续抑制玉米种传镰刀菌

期刊:Advanced Science

通讯作者:张瑞福

摘要

种传病原菌可栖息在根际,并在萌发后感染植物。根际微生物群落在抵御种传的病原菌方面起着关键作用。然而,核心根际微生物群的构建来抑制种传病原菌的机制尚不清楚。在无菌环境中,根系相关微生物群感染种传镰刀菌,而根系相关微生物群与本地土壤微生物群相互作用时不受感染,表明核心根际微生物群落的构建抑制种传镰刀菌。采用逐步稀释和根际沉积吸引两种策略对核心根际细菌进行了鉴定。利用核心根际菌分离株构建了合成菌群(SynM),根据优越的群落稳定性和抑菌能力进行优化,合成菌群优于单菌株和随机形成的微生物群落。优化的SynM(OptSynM)提出了一个独特的合作模式,关键菌株通过合成拮抗物质芬荠素抑制镰刀菌,而其他成员通过促进生长、拮抗和促进植物生长的相关基因的表达发挥功能。本研究展示了为可持续农业构建稳定和最小微生物群的创新方法,并提出了一种独特的合作模式来维持群落的稳定性和功能。

主要结果图片

图1:实验设计图。

图2:玉米品种的种传镰刀菌,以及在非无菌与无菌土壤的分布。

图3:使用逐步稀释鉴定的核心细菌。

图4:使用根系分泌物吸引鉴定核心细菌。

图5:合成菌群的构建与简化。

图6:合成菌群的合作模式。

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