近日,广西大学农学院卢巧芳副教授合作在《Nature Communications》期刊上发表题为Siderophore-producing Bacillus and free-living nematodes are associated with soil suppressiveness to banana root-knot nematodes的研究成果。该论文的第一作者为广西大学卢巧芳副教授、中国农业大学博士后王坤光和中国农业大学顾少华研究员,通讯作者为中国农业大学顾少华研究员、宋春旭副教授和中国农业大学左元梅教授。
该研究围绕长期连作条件下的香蕉根结线虫病害问题,发现根结线虫没有随连作时间逐年加重,而是在第5年达到顶峰(发病率90%以上)后,从第7年起显著下降至40%左右。这种“自然抑病”状态的出现可能与根际(微)生物群落重构密切相关。
研究团队分析了不同连作年限香蕉根际土壤的线虫和微生物组成和群落结构变化。该研究发现,根结线虫病害抑病性的诱导伴随着连作过程中线虫群落整体结构的改变以及自由生活线虫相对丰度的增加。
尽管此前研究报道连作会导致作物根际微生物多样性下降,但该研究观察到香蕉根际细菌多样性随连作年限增加反而显著上升。此外,共现网络分析明确长期连作形成核心抑病细菌类群,其中ASV1467与根结线虫丰度呈最强负相关。
该研究团队从连作11年的香蕉根际土壤成功分离出贝莱斯芽孢杆菌Y11.1(与ASV1467的16S序列相似度达100%)。该菌株对南方根结线虫的致死率达到69.72%,并且显著抑制根结线虫的侵染和繁殖能力,降低香蕉根际根结线虫丰度的同时刺激了总线虫的丰度,并且促进香蕉植株的生长。
研究发现bacillibactin能驱避并杀死根结线虫,但是对秀丽隐杆线虫不仅没有致死效应,反而有较强的吸引效应。这种具有一定靶向性的防治特征,在抑制植物寄生线虫的同时,吸引自由生活线虫,可能通过捕食或竞争进一步压制植物寄生线虫,形成正向反馈的抑病微生态。