中国农业大学Nature Communications|产铁载体芽孢杆菌与自由生活线虫参与香蕉根结线虫的土壤抑病性形成

1 科学问题

1. 香蕉长期连作下根结线虫土壤抑病性的形成规律与核心生物类群；
2. 根际微生物与土壤线虫群落的互作关系对根结线虫的调控机制；
3. 核心抑病微生物的关键功能代谢物及其作用方式。

2 研究方案

采用空间换时间策略，调查 1-11 年香蕉连作园根结线虫病害发生动态，结合形态鉴定与高通量测序分析土壤线虫和根际细菌群落变化；通过共发生网络、随机森林模型筛选核心抑病细菌类群，分离鉴定贝莱斯芽孢杆菌菌株并开展全基因组测序；利用体外生测、温室盆栽实验验证菌株的抑病效果，结合代谢组、基因组挖掘关键功能代谢物；通过铁载体纯化、生测实验明确杆菌铁素的驱避、杀线活性及对不同线虫的选择性作用。

3 结论

香蕉连作 7 年后土壤形成根结线虫抑病性，表现为植物寄生线虫丰度降低，真菌食性、杂食 / 捕食性自由生活线虫富集，根际贝莱斯芽孢杆菌显著增加；贝莱斯芽孢杆菌 Y11.1 为核心抑病菌株，其分泌的杆菌铁素是关键抑病代谢物，可驱避并杀死根结线虫二龄幼虫，同时吸引秀丽隐杆线虫且无致死效应；根际有益细菌与自由生活线虫的协同作用是土壤抑病性形成的核心机制。本研究仅验证了模式自由生活线虫与贝莱斯芽孢杆菌的互作，尚未明确自然土壤中不同自由生活线虫类群的具体作用；核心菌株的田间定殖能力与施用方式仍需优化，且杆菌铁素与菌株其他代谢物的协同抑病效应有待解析。未来可开展控菌接虫试验解析生物类群互作机制，研发芽孢杆菌与铁素的复合生防制剂，同时探究该抑病机制在香蕉枯萎病等其他土传病害中的通用性。