時間：2024-01-16 23:17 來源：人民網 閱讀量：15470
記者1月14日獲悉，中國工程院院士、南京農業大學教授沈其榮與西南大學教授張勇團隊通過等位基因標記技術，動態示蹤微生物種群變化，解析了作物根際免疫制約土傳致病菌入侵的過程與微生態機制。相關成果近日發表于國際學術期刊《自然·通訊》。
土傳致病菌是制約土壤健康和糧食安全的典型生物污染因子。在農業生產中，人們常采用土壤熏蒸、使用農藥抗生素、種植抗性品種等方式來阻控土傳致病菌。盡管這些方法在當季可取得一定效果，但土傳致病菌遺傳多樣性豐富、適應能力強，極易產生適應性進化，導致抗生素失效、作物抗性退化。當前，致病菌的多樣性和生態進化研究已經成為土壤生物健康領域的前沿熱點。而研究這一問題的難點，在于如何動態追蹤致病菌的種群演替規律。
“研發高通量精準追蹤技術，對精細刻畫致病菌種群動態演替至關重要。”論文共同通訊作者、南京農業大學教授韋中介紹，根—土交界面是根際抵御土傳致病菌進入植物體內的天然屏障。根際微生物、根層細胞、免疫蛋白、拮抗物質等共同決定了根際抵御土傳病原菌入侵的能力，即根際免疫能力。“然而，當前仍缺乏對根際免疫強度的有效評估方法，更缺乏對根際免疫制約致病菌入侵過程的深刻理解。”韋中說。
為此，團隊以土傳植物病原細菌青枯菌為研究對象，采用高通量基因組等位基因標記技術，在青枯菌染色體的非編碼區插入序列隨機的DNA片段，人工構建了等位基因標記的青枯菌復合群體。他們通過擴增子測序檢測DNA片段的豐度變化，采用群體遺傳學算法量化根際免疫，利用生態模型探究青枯菌的種群動態變化。
研究發現，根際免疫強度增加，會使選擇壓增強，導致成功入侵植物體內的青枯菌種類和多樣性減少。其中，根系物理結構和免疫能力的完整性是阻控青枯菌入侵的關鍵。該研究為土傳致病菌的生態阻控提供了理論與技術支撐。
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