李德军研究员团队就土传病原菌的土壤抗病微生物机制取得新进展
作者：环江站 更新时间：2026-03-20
土传病原菌对全球农业构成重大威胁，而某些土壤天然具有抑病能力，但其多界微生物互作及代谢机制尚不清楚。近日，中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站李德军研究员团队在该领域取得新进展：团队通过整合16S/ITS/18S rRNA扩增子测序与非靶向LC-MS/MS代谢组学，系统解析了健康桑园（HS，长期有机肥管理，发病率12%）与发病桑园（DS，化肥管理，发病率85%）根际土壤的多界微生物驱动因子与代谢特征。
研究显示，健康土壤具有更复杂稳定的微生物共现网络，显著富集了有益菌群，包括细菌Stenotrophomonas和Pseudomonas、真菌Mortierella及捕食性原生动物Colpoda，而发病土壤中病原菌Fusarium富集。功能预测表明，健康土壤微生物组具有更强的抗生素生物合成和胁迫耐受潜力。代谢组学分析发现，发病植物启动了大规模但无效的防御反应，特征为植物抗毒素积累，而健康土壤中糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定生物合成通路显著下调。
通过多组学整合分析，研究团队揭示，健康土壤的抑病机制不仅涉及直接拮抗病原菌，更重要的是保护了宿主细胞表面结构这一病原菌攻击靶标。随机森林模型鉴定出Paramyrothecium、Plectosphaerella、Chryseobacterium、Flavobacterium、Stenotrophomonas等关键微生物类群及L-甲硫氨酸、N-乙酰血清素等关键代谢物为疾病发生的重要预测因子。该研究建立了宿主GPI锚定通路作为植物-病原菌互作的新战场，为开发新型病害防控策略提供了靶点。这一成果已发表在《Journal of Applied Microbiology》期刊，第一作者为张艺漫，标题为Suppressive microbiome protects against mulberry wilt by safeguarding host glycosylphosphatidylinositol-anchor biosynthesis。
该研究为抑病土壤微生物组的生态机制解析与微生物工程调控提供了理论依据，有望推动农业生态系统健康管理与绿色农业发展。上述研究得到了国家重点研发计划（2022YFF1300704）项⽬的资助。
土壤对枯萎病抑制作用的机制概念图
（张乐 撰稿）
