通过土壤微生物组移植技术培育具有抑制细菌性萎蔫作用的堆肥

《Plant and Soil》：Engineering bacterial wilt-suppressive compost through soil microbiome transplantation

本研究通过添加不同环境土壤进行三轮堆肥循环，结合16S rRNA测序分析微生物群落动态，发现抑制性土壤微生物群可能通过影响稀有菌群提升堆肥对番茄细菌性枯萎病的抑制效果。

　　

摘要

背景与目的

关于堆肥在抑制由Ralstonia solanacearum引起的细菌性枯萎病方面的效果，不同研究和应用之间的结果存在很大差异，这可能与嗜热细菌处理后中性细菌的随机复苏有关。

方法

在本研究中，将来自七个不同环境的土壤添加到堆肥中，并在嗜热处理后的阶段使用这种改良后的堆肥。该堆肥在三个堆肥循环中反复作为接种剂使用，最终循环中评估了其对细菌性枯萎病的抑制效果。通过16S rRNA测序技术，跟踪了源土壤、三个批次堆肥（在四个时间点取样）以及施用了四种堆肥的番茄植物根际的细菌群落动态。

结果

具有疾病抑制作用的土壤和Wang Mountain地区的微生物组分别使堆肥对R. solanacearum引起的细菌性枯萎病的抑制效果提高了63.1%和24.6%。然而，堆肥的微生物组表现出显著的批次间差异，并且其变化更多受到堆肥成熟度的影响，而非土壤或其他堆肥微生物组的影响。尽管土壤、堆肥和根际样本中的细菌群落各不相同，但在具有疾病抑制作用的土壤、相关堆肥及根际样本中始终检测到了八种优势微生物病毒（ASVs）——其中五种属于杆菌属，三种属于放线菌属。不过，这些ASVs在根际中的相对丰度较低。虽然这些拮抗菌在根际微生物群落中的占比不到0.2%，但用含有这些拮抗菌的微生物联合体接种的堆肥在抑制细菌性枯萎病方面效果提高了17%。

结论

综上所述，具有疾病抑制作用的土壤微生物组并未改变堆肥中的优势细菌群落，但可能影响了某些稀有微生物种群，从而可能增强了堆肥对细菌性枯萎病的防治效果。