Microbiome| 中国热带农业科学院揭示链霉菌通过甘油-3-磷酸调节微生物群落增强香蕉抗疫能力的机制

【研究背景】

香蕉黄化病（Fusarium wilt），由Fusarium oxysporum f. sp. cubense Tropical Race 4 (Foc TR4) 引起，是一种对香蕉产业造成严重威胁的土传病害。传统的防治方法，如化学杀菌剂和农药的使用，虽然在短期内有效，但由于环境污染和抗药性问题，长期依赖这些手段并不可持续。因此，采用生物防治方法，如使用拮抗微生物，是近年来研究的重要方向。然而，微生物与植物、病原之间的相互作用机制仍不完全明确，这限制了其在田间的广泛应用。

【研究概况】

中国热带农业科学院胡会刚研究员、谢江辉研究员、王尉研究员等团队在《Microbiome》杂志上发表了题为Streptomyces-induced Glycerol-3-Phosphate enriches beneficial microbiota to enhance resistance against banana Fusarium wilt的论文。该研究通过链霉菌Streptomyces malaysiensis WHL7诱导甘油-3-磷酸（G3P）分泌，研究了其如何通过重塑根际微生物群落，增强香蕉对Foc TR4的抗性。

【主要研究结果】

1）链霉菌的抗病效果：研究发现，海洋来源的链霉菌Streptomyces malaysiensis WHL7在体外表现出强烈的拮抗作用，尤其对Foc TR4具有显著的抑制作用。在盆栽实验中，使用自然土壤的WHL7处理显著降低了Fusarium wilt的发生率，从对照组的55%降至15%。然而，在经过消毒的土壤中并未观察到显著的保护效果，说明其生物防治效果依赖于土壤中固有的微生物群落。

2）甘油-3-磷酸的作用：通过综合代谢组学分析，研究发现WHL7通过刺激植物根部分泌甘油-3-磷酸（G3P），这一化合物在根际富集了有益的Bacillus 和 Pseudomonas物种。与仅感染Foc TR4的组别相比，外源施加G3P后，Foc TR4的丰度减少了73%，且抑制了病原感染。同时，Bacillus 和 Pseudomonas 的丰度显著增加。

3）微生物群落的重塑与抗性诱导：研究表明，G3P的施用通过诱导系统性获得抗性（SAR）提高了植物的免疫反应。这些富集的有益微生物与香蕉抗病性增强密切相关，特别是在提高植物对Foc TR4的抵抗力方面发挥了重要作用。

4）土壤微生物群落的角色：链霉菌WHL7的生物防治效果不仅仅是通过直接抑制病原微生物，还通过重塑根际微生物群落，间接增强了植物的抗病性。这种根际微生物群落的重塑通过甘油-3-磷酸介导的信号通路完成，显示出生物防治在土传病害管理中的潜力。

【图表概况】

【结论】

该研究为香蕉黄化病的防治提供了新思路。链霉菌Streptomyces malaysiensis WHL7不仅能通过抗生物代谢产物直接抑制Foc TR4的生长，还通过诱导根际微生物群落的变化，间接增强植物的免疫力。这一机制表明，甘油-3-磷酸在重塑根际微生物群落中的关键作用，为土传病害的可持续管理提供了新的策略。

原文链接：https://link.springer.com/article/10.1186/s40168-026-02409-6