高峥和周波课题组揭示马铃薯疮痂病发病新机制
发布时间: 2019-02-25                 浏览次数: 764

2019年2月1日,国际微生物学领域著名期刊《Microbiome》(微生物组)杂志在线发表了我院高峥和周波课题组题为“The occurrence of potato common scab correlates with the community composition and function of the geocaulosphere soil microbiome”的研究论文,揭示马铃薯疮痂病与土壤微生物组的结构和功能之间的关系。

马铃薯疮痂病是由生痂链霉菌引起的世界范围内的严重经济病害。病原菌能够种传和土传,随着种植年限的增加,疮痂病的发病几率逐年增加,疮痂病危害日趋严重。大量研究报道,土壤微生物与植物健康状况密切相关。前人已发现一些微生物(Bacillus, Pseudomonas等)能够降低疮痂病的发病率和发病程度,但关于土壤微生物组与疮痂病的关系依然研究较少。

研究按照发病等级,选取发病较重和发病较轻的马铃薯植株,每株采集薯表土、根际土、根区土、垄沟土。荧光定量PCR和扩增子高通量测序发现,薯块表层微环境与疮痂病发生紧密相关。与发病重的样品相比,发病轻的薯表土病原菌和细菌丰度较低、细菌多样性较高、菌群共存网络较复杂。相关性分析揭示,贪食菌、寡养单胞菌和农杆菌等微生物与疮痂病显著正相关;地芽孢杆菌、短杆菌和某类地嗜皮菌与疮痂病显著负相关。为进一步解析微生物群落功能与疮痂病发生的联系,研究进一步对薯表土进行了宏基因组测序。发现参与ABC transporters、bacterial secretion system、quorum sensing、nitrogen metabolism和一些cytochrome P450相关代谢途径的基因显著富集在发病重薯表土中,这些功能多数与植物病害发生以及疮痂病毒素合成相关;而一些抗生素合成相关代谢途径显著富集在发病轻薯表土中。研究首次系统解析了土壤微生物组成和功能与马铃薯疮痂病的关系,对揭示疮痂病的发生机制和防治疮痂病具有重要意义。

高峥教授和周波副教授是该论文的共同通讯作者,高峥教授课题组硕士生史文宠是该论文的第一作者。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和山东省 “双一流”学科建设项目经费的支持。



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