苹果（Malus domestica）是全球最重要的果树作物之一。然而，在长期连作条件下，苹果常发生再植病（Apple Replant Disease, ARD），表现为幼苗生长受阻、根系发育不良及果园生产力下降。已有研究表明，ARD的发生与根际土壤微生物群落失衡密切相关，但其关键致病因子尚未得到明确界定，同时缺乏切实可行且可持续的防控策略。
近日，河南农业大学园艺学院苹果逆境生物学与简约技术栽培体系团队郑先波教授、焦健教授在Horticulture Research（中科院一区，影响因子8.5）发表研究论文“A synthetic microbial community derived from healthy apple rhizosphere alleviates apple replant disease”，系统阐明了苹果再植病的微生物驱动机制，并提出以合成微生物群落（synthetic microbial community, SynMs）缓解苹果再植病的新模式。
研究团队综合运用生理学、转录组学、代谢组学及微生物组分析，发现连作土壤根际的微生物多样性显著降低，伴随多种病原真菌的富集，包括枝顶孢菌（Fusarium solani）、黑曲霉（Aspergillus niger）、星状曲霉（Aspergillus stellatus）、菜豆壳球孢菌（Macrophomina phaseolina）及茄病镰刀菌（Acremonium sp.）。进一步的致病性验证表明，这些真菌是ARD的主要致病因子。
在此基础上，研究人员通过高通量分离与平板对峙实验筛选获得拮抗菌株，并构建了一个由12株细菌和木霉菌（Trichoderma sp.）组成的合成微生物群落（SynMs）。接种试验结果表明，SynMs处理显著促进了苹果苗木的生长，株高提升133%（p < 0.05），根长提升186%（p < 0.01），同时有效抑制了上述病原真菌在连作土壤中的繁殖。与单一细菌群落相比，SynMs在缓解ARD方面表现出更高效能。
本研究首次在机制层面明确了苹果再植病的关键病原真菌，并提出以跨域协同的合成微生物群落恢复土壤微生物平衡、缓解连作障碍的新思路。该成果为替代化学熏蒸提供了可持续的解决方案，不仅深化了对果树连作障碍微生物学机制的理解，也为ARD的田间生物防控技术研发与推广奠定了重要基础。
图2.合成微生物群落对来自不同产区再植土种植苹果植株的影响
河南农业大学园艺学院已毕业博士研究生杨孟莉和博士研究生刘一琪为该研究共同第一作者，郑先波教授和焦健教授为该研究的通讯作者。该研究得到了河南省现代农业产业技术体系（HARS-22-09-G3）、河南省重点科技研发与推广项目（242102111114）的资助。