小麦根际原生动物调控禾谷多黏菌丰度
编号:4591
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更新:2024-04-16 16:40:22
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张贴报告
摘要
挖掘潜在微生物菌群抑制土传病原菌是发展可持续绿色病害防控,保护植物健康的重要基础。植物宿主可以通过招募根际微生物调控土传病害的发生,但土传小麦黄花叶病毒病关联的微生物抗病机制研究相对较少,缺乏对根际微生物影响病毒病传播和发生的认知。我们设计了不同小麦品种的田间试验进行品种抗性鉴定,并对根际土壤进行扩增子测序分析,以确定根际微生物群落影响小麦黄花叶病毒病传播介体禾谷多黏菌(polymyxa graminis)密度的潜在机制,并挖掘抑制病毒传播的潜在微生物类群。
通过随机森林预测分析发现根际微生物群落分布特征显著影响小麦根际禾谷多黏菌的定殖,对禾谷多黏菌分布差异的解释度高达54.1%,其中细菌和原生生物群落结构变化是影响禾谷多黏菌密度的最重要的生物因子。进一步将原生动物类群相对丰度与禾谷多黏菌密度进行相关性分析发现,纤毛亚虫类和变形虫类原生动物与禾谷多黏菌丰度呈显著负相关。对根际微生物群落进行网络共现性分析发现,抗病品种根际网络规模更大,网络布局更加复杂,且微生物之间互利性更强,其中抗病品种根际网络节点中原生生物比例高于易感品种,根际网络潜在关键物种主要由原生动物组成。最后通过结构方程模型揭示了植物宿主招募的原生动物可以通过微生物间的相互作用抑制禾谷多黏菌在小麦根际的定殖,降低土传病毒病害发生的风险。
研究结果表明根际原生动物相对丰度的下调与土传花叶病毒病的爆发相吻合,原生动物在整个植物生长过程中调节病毒载体的发育,田间结果显示虽然病毒载体存在于健康植物中,但稳定且相对丰度较高的原生动物可能有助于抑制土传病害的传播。说明在复杂农田生态系统中,原生动物通过多营养网络调控策略影响根际微生物群落组成和功能的变化,从而抑制病原菌的定殖,维系植物健康。此外,我们的研究结果反映了虚拟网络中多营养级微生物的共生模式,并加强了土壤微生物多样性与植物健康之间的联系。
关键词
禾谷多黏菌,植物健康,原生动物,根际土壤,土传病害
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