生姜作為一種多年生單子葉草本植物，具有地下根莖,，其作為新鮮蔬菜,、香料和中藥已有悠久歷史。然而,，生姜容易受到多種植物病原菌的侵害,，其中根際腐爛病是限制生姜產(chǎn)量和市場(chǎng)潛力的重要因素。根際微生物對(duì)于植物的生長(zhǎng)和健康至關(guān)重要,，探究其微生物在微觀世界里如何影響植物健康對(duì)防治病害至關(guān)重要,，今天小編通過一篇發(fā)表在Microbiome的文獻(xiàn)，帶大家了解根際微生物對(duì)生姜作物健康的影響

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

主要研究結(jié)果

1.生姜根際土壤中微生物多樣性和組成

通過擴(kuò)增子測(cè)序分析研究,，發(fā)現(xiàn)在健康和患病生姜植株中細(xì)菌和真菌具有豐富的微生物種類,。其中，變形菌門（Proteobacteria）,、放線菌門（Actinobacteriota）,、擬桿菌門（Bacteroidota）和厚壁菌門（Firmicutes）是細(xì)菌的主要門類，而未分類的真菌（unclassified_k_Fungi）和子囊菌門（Ascomycota）是真菌的主要門類,。

健康植株的微生物群落多樣性和組成與患病植株存在顯著差異,。健康植株的根和根莖中含有較多的細(xì)菌，而患病植株的根和根莖中細(xì)菌數(shù)量明顯減少。相反,，患病植株的根莖中真菌多樣性增加,。植物健康與植物各個(gè)部分獨(dú)特的微生物群落有關(guān)。

2.核心微生物和特異微生物

通過對(duì)各生態(tài)位樣本分析,，共鑒定出83個(gè)核心細(xì)菌屬,，其中數(shù)量多的的細(xì)菌包括黃桿菌屬（Flavobacterium）、嗜酸菌屬（Acidovorax）,、鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）,、甲基桿菌屬 - 甲基紅菌屬（Methylobacterium - Methylorubrum）和芽孢桿菌屬（Bacillus）。

對(duì)于真菌,，未分類的真菌和Gibellulopsis是最常見屬,。健康植株生態(tài)位中檢測(cè)到的真菌屬數(shù)量最多，患病植株中一些真菌屬的數(shù)量減少,，但根莖中的真菌數(shù)量增加,。

3.微生物標(biāo)志物

通過LEfSe分析，發(fā)現(xiàn)了7種植物內(nèi)生細(xì)菌,、5種土傳細(xì)菌和4種植物內(nèi)生真菌,、10種土傳真菌作為植物健康的標(biāo)志物。例如,，鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）,、球形四聯(lián)球菌屬（Quadrisphaera）、甲基桿菌屬-甲基紅菌屬（Methylobacterium-Methylorubrum）,、芽孢桿菌屬（Bacillus）等細(xì)菌屬以及假阿留菌屬（Pseudaleuria）,、毛絲菌屬（Lophotrichus）、假裸囊菌屬（Pseudogymnoascus）,、裸囊菌屬（Gymnoascus）、被孢霉屬（Mortierella）和刺囊菌屬（Eleutherascus）等真菌屬與植物健康相關(guān),。

與根際腐爛病相關(guān)的細(xì)菌失調(diào)主要是由于果膠桿菌屬（Pectobacterium）,、產(chǎn)堿菌屬（Alcaligenes）、克雷伯氏菌屬（Klebsiella）和腸桿菌屬（Enterobacter）的相對(duì)富集,。真菌群落的不平衡則是由屬水平Gibellulopsis,、柄孢殼目（Pyxidiophorales）和球腔菌屬（Plectosphaerella）的富集引起的。

4.代謝物驅(qū)動(dòng)微生物群落組裝

通過非靶向代謝組學(xué)分析揭示了幾種與植物健康密切相關(guān)的代謝物,，它們?cè)诓煌⑸锷鷳B(tài)位中驅(qū)動(dòng)微生物群落組裝,。與生姜植物健康和根際腐爛病相關(guān)的高度豐富的代謝物中，脂質(zhì)和類脂質(zhì)分子占比最大,。通過分析發(fā)現(xiàn),，健康與患病植株的代謝物存在顯著差異，這些代謝物與微生物群落的組成和植物健康之間存在著復(fù)雜的相互關(guān)系。

結(jié)論

本研究通過多組學(xué)聯(lián)合分析,，概述了健康和患病生姜植株中微生物群的多樣性,，發(fā)現(xiàn)了對(duì)植物健康作出貢獻(xiàn)的細(xì)菌和真菌微生物，以及在健康的微生物組組裝和整體植物健康中發(fā)揮作用的特定代謝物,，對(duì)開發(fā)防治生姜根際腐爛病提供了策略,，也為其它中藥作物根際研究提供思路。

參考文獻(xiàn)

Metabolome-driven microbiome assembly determining the health of ginger crop (Zingiber officinale L. Roscoe) against rhizome rot. Microbiome, 2024.