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土壤噬菌体组合能显著抑制青枯病

来源:科技日报2019-12-04 09:50

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  土壤“病”了,给作物供应再多养分也没有用。近年来,土壤微生态失衡成为农业资源与环境领域亟待解决的难题。南京农业大学资源与环境科学学院沈其荣教授团队3日在国际学术期刊《自然·生物技术》发表的最新研究成果揭示,土壤中的噬菌体不仅可以“专性猎杀”和“精准靶向”病原菌,降低其生存竞争能力,还能重新调整根际土壤菌群的结构,恢复群落多样性,增加群落中拮抗有益菌的丰度。

  青枯菌在土壤中存活时间长,能够侵染番茄、茄子、辣椒、烟草、生姜、花生等400多种植物,常导致作物减产,甚至绝收。科研团队成员韦中博士介绍,传统化学农药和熏蒸等方法短期内见效快,但病原菌容易形成耐药性,再加上农药和熏蒸剂靶向性不强,在杀灭病原菌的同时也破坏了土壤正常的微生物群落,危及土壤微生物的生态功能,很可能导致病原菌二次侵染时造成更大危害。

  噬菌体是一类专性侵染细菌的病毒,在环境中普遍存在,其数量级可达109/克土,可对特定病原菌进行精准裂解,并且能够动态压制病原菌数量。

  目前,国内外不少学者在医学、养殖、果蔬保鲜、农业病害防控等领域做了不少尝试,但噬菌体在土壤中抑制土传病原菌的作用机制还没有弄清楚。

  如何用噬菌体“消灭”土传青枯病?南农微生态与根际健康实验室从广西、江苏、浙江和江西等不同地区分离出1000多株病原青枯菌,并筛选到能高效裂解病原菌的噬菌体,再根据噬菌体的来源和侵染特性等选择了4株噬菌体为材料,形成不同丰富度的噬菌体组合,以提高噬菌体疗法的效果。最后通过温室和大田研究,发现噬菌体组合能够显著减少青枯病的发生。

  该研究显示,噬菌体组合多样性越高,病原菌成功突变抵御噬菌体的概率越低,即便有一些青枯菌成功突变、残存了下来,但它们的生长显著减缓,这说明它们与土壤中其他微生物竞争的能力减弱,再次侵染作物根系的能力下降。因此,噬菌体组合猎杀并致弱病原菌是其在根际发挥作用的一个重要机制。(金凤 通讯员许天颖)

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