我國學者揭示馬鈴薯瘡痂病發病新機制

2019年2月1日，國際微生物學領域著名期刊《Microbiome》（微生物組）雜志在線發表了山東農業大學高崢和周波課題組題為“The occurrence of potato common scab correlates with the community composition and function of the geocaulosphere soil microbiome”的研究論文，揭示馬鈴薯瘡痂病與土壤微生物組的結構和功能之間的關系。

馬鈴薯瘡痂病是由生痂鏈霉菌引起的世界范圍內的嚴重經濟病害。病原菌能夠種傳和土傳，隨著種植年限的增加，瘡痂病的發病幾率逐年增加，瘡痂病危害日趨嚴重。大量研究報道，土壤微生物與植物健康狀況密切相關。前人已發現一些微生物（Bacillus，Pseudomonas等）能夠降低瘡痂病的發病率和發病程度，但關于土壤微生物組與瘡痂病的關系依然研究較少。

研究按照發病等級，選取發病較重和發病較輕的馬鈴薯植株，每株采集薯表土、根際土、根區土、壟溝土。熒光定量PCR和擴增子高通量測序發現，薯塊表層微環境與瘡痂病發生緊密相關。與發病重的樣品相比，發病輕的薯表土病原菌和細菌豐度較低、細菌多樣性較高、菌群共存網絡較復雜。相關性分析揭示，貪食菌、寡養單胞菌和農桿菌等微生物與瘡痂病顯著正相關；地芽孢桿菌、短桿菌和某類地嗜皮菌與瘡痂病顯著負相關。為進一步解析微生物群落功能與瘡痂病發生的聯系，研究進一步對薯表土進行了宏基因組測序。發現參與ABC transporters、bacterial secretion system、quorum sensing、nitrogen metabolism和一些cytochrome P450相關代謝途徑的基因顯著富集在發病重薯表土中，這些功能多數與植物病害發生以及瘡痂病毒素合成相關；而一些抗生素合成相關代謝途徑顯著富集在發病輕薯表土中。研究首次系統解析了土壤微生物組成和功能與馬鈴薯瘡痂病的關系，對揭示瘡痂病的發生機制和防治瘡痂病具有重要意義。