马铃薯早死病（PED）复合菌群的奥秘：土壤微生物与病原菌的博弈

为探究微生物群落对马铃薯早死病（PED）的影响，研究人员经田间与温室实验，发现土壤微生物及轮作影响 PED，AMF 或有抑制作用。

　　# 马铃薯早死病（PED）复合菌群的奥秘：土壤微生物与病原菌的博弈
在广袤的农田里，马铃薯作为重要的农作物，为人们的餐桌提供了丰富的食物来源。然而，一种名为马铃薯早死病（Potato early dying，PED）的病害却如幽灵般威胁着马铃薯的生长，让种植户们头疼不已。PED 主要由大丽轮枝菌（Verticillium dahliae Kleb.）引起，可使马铃薯植株提前枯萎死亡，严重影响产量。而且，除了大丽轮枝菌，土壤中还有其他微生物，比如球炭疽菌（Colletotrichum coccodes），它们与 PED 之间的关系扑朔迷离，有的可能会加重病情，有的或许能起到缓解作用。同时，作物轮作等种植方式也会对土壤微生物和 PED 产生影响，可其中的具体机制却并不清楚。为了揭开这些谜团，更好地应对 PED，来自奥胡斯大学（Aarhus University）的研究人员开展了深入研究，相关成果发表在《European Journal of Plant Pathology》上。

研究人员为了深入了解 PED，采用了多种关键技术方法。在田间，他们精心挑选了丹麦中部日德兰半岛马铃薯种植区的 8 块田地，涵盖 2 年马铃薯轮作田和 10 年以上未种植马铃薯的新田地（Virgin fields）。在这些田地里，每周对马铃薯植株进行病情监测，观察记录其枯萎症状。为了检测大丽轮枝菌的含量，研究人员采集植株样本，通过实时荧光定量 PCR（real - time PCR）技术，精准测定植株中该病原菌的 DNA 含量。对于土壤微生物群落的分析，则采用土壤脂肪酸分析方法，从土壤样本中提取脂肪酸，来确定各类微生物的生物量。此外，研究人员还进行了温室实验，用从田间采集的土壤，设置不同处理组，模拟不同的土壤环境和病原菌接种情况，进一步探究微生物与 PED 之间的关系。

1. 田间调查结果

在对不同轮作方式田地的研究中发现，前两次观察时，2 年轮作系统田地和新田地的植株枯萎情况并无差异，但到了第三次观察（8 月 31 日），2 年轮作系统田地的植株明显比新田地的植株枯萎更严重。到 9 月 21 日最终观察时，这种差异依然显著。通过实时荧光定量 PCR 分析发现，2 年轮作田地的植株在最终枯萎评估时，其体内大丽轮枝菌 DNA 含量显著高于新田地的植株。在对土壤微生物群落的研究中，发现 2 年轮作系统田地和新田地的革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、放线菌和普通真菌的数量没有明显差异，但新田地中丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhiza fungi，AMF）的含量约是 2 年轮作田地的两倍，并且 AMF 与植株中大丽轮枝菌的数量呈中度负相关。

2. 盆栽实验结果

在盆栽实验中，接种大丽轮枝菌的植株最早在接种后 21 天出现枯萎症状，37 天时不同接种处理的植株枯萎差异明显。总体来看，接种大丽轮枝菌的植株比未接种的植株枯萎更早。在热处理去除土壤微生物群落的土壤中，所有植株在最终枯萎评估时，无论是否接种病原菌，枯萎程度相似；而在含有自然土壤微生物群落的土壤中，未接种大丽轮枝菌的植株枯萎明显受到抑制。球炭疽菌单独接种或与大丽轮枝菌共同接种，对植株枯萎进程没有显著影响。从植株生物量来看，在热处理土壤中，不同接种处理和两种轮作系统的植株生物量没有差异；但在未处理土壤中，未接种大丽轮枝菌的植株生物量显著高于接种的植株。

研究结论与讨论

综合研究结果，此次研究表明大丽轮枝菌是导致马铃薯早死病的重要因素。作物轮作方式对 PED 有显著影响，2 年轮作系统田地的植株更容易感染大丽轮枝菌且枯萎更早，这可能与长期种植马铃薯导致病原菌积累有关。新田地中较高含量的 AMF 可能对大丽轮枝菌有抑制作用，虽然目前在马铃薯中 AMF 对大丽轮枝菌的作用研究较少，但在棉花、番茄等其他作物中已有研究证实 AMF 能减轻黄萎病症状。关于球炭疽菌在 PED 中的作用，此次研究未发现其能加重病情，但由于不同菌株的致病性存在差异，且不同马铃薯品种对其反应不同，所以还需要进一步研究。此外，土壤微生物群落对马铃薯植株的生长和健康至关重要，去除土壤微生物群落会影响植株生物量，尤其是在新田地土壤种植的植株表现更明显。

这项研究意义重大，它揭示了土壤微生物群落和作物轮作在马铃薯早死病发生发展中的重要作用，为防控 PED 提供了新的思路和理论依据。未来，还需要进一步开展田间观察和控制实验，深入研究 AMF 在 PED 中的作用以及利用 AMF 进行生物防治的潜力，同时也需要对球炭疽菌在 PED 中的作用进行更全面的评估，从而更好地保障马铃薯的健康生长和产量 。