時間：2024-01-16 23:17 來源：人民網(wǎng) 閱讀量：15470
記者1月14日獲悉，中國工程院院士、南京農業(yè)大學教授沈其榮與西南大學教授張勇團隊通過等位基因標記技術，動態(tài)示蹤微生物種群變化，解析了作物根際免疫制約土傳致病菌入侵的過程與微生態(tài)機制。相關成果近日發(fā)表于國際學術期刊《自然·通訊》。
土傳致病菌是制約土壤健康和糧食安全的典型生物污染因子。在農業(yè)生產中，人們常采用土壤熏蒸、使用農藥抗生素、種植抗性品種等方式來阻控土傳致病菌。盡管這些方法在當季可取得一定效果，但土傳致病菌遺傳多樣性豐富、適應能力強，極易產生適應性進化，導致抗生素失效、作物抗性退化。當前，致病菌的多樣性和生態(tài)進化研究已經(jīng)成為土壤生物健康領域的前沿熱點。而研究這一問題的難點，在于如何動態(tài)追蹤致病菌的種群演替規(guī)律。
“研發(fā)高通量精準追蹤技術，對精細刻畫致病菌種群動態(tài)演替至關重要。”論文共同通訊作者、南京農業(yè)大學教授韋中介紹，根—土交界面是根際抵御土傳致病菌進入植物體內的天然屏障。根際微生物、根層細胞、免疫蛋白、拮抗物質等共同決定了根際抵御土傳病原菌入侵的能力，即根際免疫能力。“然而，當前仍缺乏對根際免疫強度的有效評估方法，更缺乏對根際免疫制約致病菌入侵過程的深刻理解。”韋中說。
為此，團隊以土傳植物病原細菌青枯菌為研究對象，采用高通量基因組等位基因標記技術，在青枯菌染色體的非編碼區(qū)插入序列隨機的DNA片段，人工構建了等位基因標記的青枯菌復合群體。他們通過擴增子測序檢測DNA片段的豐度變化，采用群體遺傳學算法量化根際免疫，利用生態(tài)模型探究青枯菌的種群動態(tài)變化。
研究發(fā)現(xiàn)，根際免疫強度增加，會使選擇壓增強，導致成功入侵植物體內的青枯菌種類和多樣性減少。其中，根系物理結構和免疫能力的完整性是阻控青枯菌入侵的關鍵。該研究為土傳致病菌的生態(tài)阻控提供了理論與技術支撐。
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