Microbiome|中药瑰宝-生姜根际微生物对植株健康的研究

生姜作为一种多年生单子叶草本植物，具有地下根茎，其作为新鲜蔬菜、香料和中药已有悠久历史。然而，生姜容易受到多种植物病原菌的侵害，其中根际腐烂病是限制生姜产量和市场潜力的重要因素。根际微生物对于植物的生长和健康至关重要，探究其微生物在微观世界里如何影响植物健康对防治病害至关重要，今天小编通过一篇发表在Microbiome的文献，带大家了解根际微生物对生姜作物健康的影响

实验设计

实验流程图

主要研究结果

1.生姜根际土壤中微生物多样性和组成

通过扩增子测序分析研究，发现在健康和患病生姜植株中细菌和真菌具有丰富的微生物种类。其中，变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteriota）、拟杆菌门（Bacteroidota）和厚壁菌门（Firmicutes）是细菌的主要门类，而未分类的真菌（unclassified_k_Fungi）和子囊菌门（Ascomycota）是真菌的主要门类。

健康植株的微生物群落多样性和组成与患病植株存在显著差异。健康植株的根和根茎中含有较多的细菌，而患病植株的根和根茎中细菌数量明显减少。相反，患病植株的根茎中真菌多样性增加。植物健康与植物各个部分独特的微生物群落有关。

图1 生姜植株健康和患病状态下微生物群落中细菌和真菌的分布及采样示意图

2.核心微生物和特异微生物

通过对各生态位样本分析，共鉴定出83个核心细菌属，其中数量多的的细菌包括黄杆菌属（Flavobacterium）、嗜酸菌属（Acidovorax）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、甲基杆菌属 - 甲基红菌属（Methylobacterium - Methylorubrum）和芽孢杆菌属（Bacillus）。

对于真菌，未分类的真菌和Gibellulopsis是最常见属。健康植株生态位中检测到的真菌属数量最多，患病植株中一些真菌属的数量减少，但根茎中的真菌数量增加。

图2 健康与患病生姜植株微生物群落属水平多样性分析

图3 健康与患病生姜植株不同生态位细菌和真菌属的功能分析

3.微生物标志物

通过LEfSe分析，发现了7种植物内生细菌、5种土传细菌和4种植物内生真菌、10种土传真菌作为植物健康的标志物。例如，鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、球形四联球菌属（Quadrisphaera）、甲基杆菌属-甲基红菌属（Methylobacterium-Methylorubrum）、芽孢杆菌属（Bacillus）等细菌属以及假阿留菌属（Pseudaleuria）、毛丝菌属（Lophotrichus）、假裸囊菌属（Pseudogymnoascus）、裸囊菌属（Gymnoascus）、被孢霉属（Mortierella）和刺囊菌属（Eleutherascus）等真菌属与植物健康相关。

与根际腐烂病相关的细菌失调主要是由于果胶杆菌属（Pectobacterium）、产碱菌属（Alcaligenes）、克雷伯氏菌属（Klebsiella）和肠杆菌属（Enterobacter）的相对富集。真菌群落的不平衡则是由属水平Gibellulopsis、柄孢壳目（Pyxidiophorales）和球腔菌属（Plectosphaerella）的富集引起的。