中国农业科学院植保所揭示核心微生物菌群通过诱导宿主代谢提升玉米抗病能力

        中国农业科学院植物保护研究所粮食作物真菌病害监测与防控创新团队在《Microbiome》上在线发表题为“ Bacillus  species are core microbiota of resistant maize cultivars that induce host metabolic defense against corn stalk rot”的研究论文，发现玉米在遭受镰孢茎基腐病危害时能够招募芽孢杆菌核心抗病菌群并解析了其抑病机制。该研究通过微生物组、代谢组和转录组联合分析揭示了禾谷镰孢菌胁迫下抗病和感病玉米自交系品种在不同生态位的微生物菌群结构和功能。研究发现，抗茎腐病的玉米自交系品种能够重塑其微生物群落，并招募三种不同类型抗禾谷镰孢菌表型的芽孢杆菌，这些表型包括抢占生态位、分泌抗菌活性物质、无直接拮抗作用。盆栽接种实验证明三种类型芽孢杆菌合成菌群均能提高玉米对镰孢茎基腐病的抗病作用。研究进一步发现，无直接拮抗作用的芽孢杆菌合成菌群可通过特异性地诱导酪氨酸脱羧酶1 （ TYDC1 ）的表达，促进小檗碱的生物合成，从而达到抑制病害发生的作用。该研究阐明了芽孢杆菌作为玉米抗镰孢茎基腐病核心微生物菌群的作用机制，为玉米茎基腐病相关生防产品开发提供了菌株资源和理论依据。