近日，我校生命科学学院赵文勤副教授团队研究发现，关键代谢物与合成菌群联合施用，可在盆栽条件下降低伊贝母根腐病发病率，并促进植株生长。相关成果以“Metabolite-Guided Regulation of the Rhizosphere Microbiome by a Synthetic Microbial Consortium and Key Mixed Metabolites Suppresses Root Rot Disease in Fritillaria pallidiflora”为题发表于国际期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry。

  伊贝母（Fritillaria pallidiflora）是新疆重要的特色药用植物，以鳞茎入药。其生长周期较长，随着人工栽培规模扩大，连作障碍和根腐病等土传病害逐渐成为制约持续生产的难题。连作后，根际微生物群落和代谢物会发生哪些变化，能否通过调节根际微生态改善病害防控效果，是团队关注的问题。

  研究团队比较了初植和连作条件下2、3和4年生伊贝母的根际土壤，结合土壤理化分析、微生物群落测序、非靶向代谢组学及盆栽试验，考察根际微生态变化与根腐病的关系。连作条件下，根腐病发病率升高，主要病原菌茄病镰刀菌（Fusarium solani）富集，根际微生物群落结构和共现网络发生重组。硝态氮、铵态氮及电导率等土壤指标也与群落变化相关。通过联合分析微生物组与代谢组数据，团队筛选出莽草酸、L-苯丙氨酸、L-苹果酸、左旋多巴和月桂酸五种关键代谢物，用于后续的根际微生态调控试验。

  团队用四株芽孢杆菌和一株侧孢短芽孢杆菌构建合成菌群，与五种关键代谢物配合施用。在盆栽试验的各处理中，联合处理的防病和促生效果最好。与仅接种病原菌的处理相比，根腐病发病率由67.5%降至7.5%，根际茄病镰刀菌丰度降低83.6%。联合处理还促进了有益菌群富集，提高了植株抗氧化酶活性，改善了植株生长。接种30天后，五株合成菌群成员均可从根际重新分离获得，表明这些菌株可在该试验条件下定殖于根际。

  该研究揭示了伊贝母连作根际微生态变化与根腐病发生的联系，并在盆栽条件下检验了关键代谢物与合成菌群联合施用的防病效果。研究结果有助于理解伊贝母连作障碍，筛选出的菌群和代谢物也可作为开发绿色防控技术的候选材料，为新疆特色药用植物的健康栽培和资源可持续利用提供参考。

石河子大学生命科学学院研究生杨光为论文第一作者，赵文勤副教授和董合干副教授为通讯作者。

  该研究得到国家自然科学基金（82360743、82660873）和石河子大学基础研究计划（MSPY202413）资助。论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.6c11017

（通讯员：汤界世   编审：孙辉、远方   终审：谢全亮）