ISME | 研究揭示捕食型原生生物和病原体抑制细菌之间的营养互作影响植物健康!

健康的土壤是农业生产的基础，为人类福祉提供了必不可少的资源，例如食物、饲料和纤维。快速增长的人口对食物的需求进一步强调了土壤在粮食生产中的关键作用。传统农业在满足不断增长的人口的粮食需求方面发挥着重要作用，但在很大程度上依赖于合成肥料、杀虫剂和除草剂，导致严重的环境污染，从长远来看，会降低生态系统功能。有机农业通过增强土壤生物多样性和有益的生态相互作用，为传统农业提供了一种可能更可持续的替代方案，从而与传统管理相比减少了对环境的负面影响。

2022年4月，国际权威学术期刊ISME发表了南京农业大学沈其荣教授团队 （Microbiome | 南京农业大学研究揭示原生生物通过微生物组的互作影响植物生长！ISME | 南农沈其荣团队揭示通过控制根际微生物组间接抑制病原菌的生物强化策略！Microbiome | 南农沈其荣团队揭示植物残茬促进真菌介导的土壤病害抑制作用！）和李荣教授团队的最新相关研究成果，题为Trophic interactions between predatory protists and pathogen-suppressive bacteria impact plant health的研究成果。

植物健康受到有益和致病植物微生物的强烈影响，这些微生物本身是由资源投入构成的。因此，有机肥投入可能提供一种控制土壤传播微生物的方法，从而影响植物健康。同时，土壤微生物受到捕食者，尤其是原生生物自上而下的控制。然而，关于微生物捕食者对影响植物健康的微生物的影响以及与植物健康的互动联系知之甚少。本研究旨在破译捕食者与猎物相互作用在影响植物健康方面的重要性。为了实现这一目标，科研人员研究了在传统和有机施肥条件下，香蕉枯萎病发病率不同的九年香蕉种植过程中土壤和根系相关微生物组（细菌、真菌和原生生物）。结果发现，与有机施肥相关的病害发病率降低和产量提高可以用更高丰度的原生生物和病原体抑制细菌（例如芽孢杆菌属）来最好地解释。捕食型原生生物和芽孢杆菌的病原体抑制作用。主要由它们的相互作用决定，这些相互作用增加了微生物组内次级代谢物Q基因（例如非核糖体肽合成酶基因）的相对丰度。在随后的分析中，科研人员测试了捕食型原生生物和病原体抑制芽孢杆菌之间的相互作用。这表明植物防御有了很大的改善。本研究显示了原生生物捕食者如何刺激植物微生物组中的病害抑制细菌，最终提高植物健康和产量。因此，科研人员提出了一种新的生物模型，该模型可用于改进基于不同生命领域之间复杂相互作用的可持续农业实践。

图 ：有机肥和化肥处理对枯萎病发病率和香蕉产量的影响和潜在驱动因素

图 ：原生生物和细菌群落组成比较及关键原生生物和细菌OTU、捕食型原生生物和尖孢镰刀菌密度、捕食型原生生物和芽孢杆菌/细菌的相关性

图 ：概念模型

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