多周期施用深海细菌Virgibacillus sp. MCCC 1A00493可诱导根结线虫抑制型土壤

相关菌株：Virgibacillus sp. MCCC 1A00493

背景：根结线虫（root-knot nematodes, RKNs）是全球最具破坏性的土传病原物之一。其寄主范围极广，涵盖几乎所有主要经济作物，造成巨大经济损失。微生物生防菌株是土传病害综合管理的有前景策略。土壤微生物组在维持土壤健康和作物生产力中发挥基础作用。诱导形成针对根结线虫的抑病型土壤，是减少农药依赖的可持续策略，而微生物管理是核心途径。然而，根结线虫抑病土壤的形成机制、关键微生物驱动因子及其功能稳定性仍知之甚少。

评价结果：

1、多周期施用枝芽孢杆菌（Virgibacillus）有效减轻番茄根结线虫感染。连续三个种植周期中，枝芽孢杆菌处理显著抑制根结线虫感染。防治效果逐周期提高，分别为37.86%、51.11%和65.85%。根结指数持续下降，处理组根结数量显著少于对照组，根系更完整、干净。土壤中线虫种群数量在处理组始终维持在较低水平。

2、枝芽孢杆菌显著改变土壤细菌群落组装。多周期施用对细菌α多样性（Simpson指数）有显著提升，而真菌群落仅呈现先升后降的单峰响应）。综合分析表明，枝芽孢杆菌对细菌群落结构的影响远大于真菌，细菌群落变化对线虫密度的贡献更大。

3、假单胞菌（Pseudomonas）在枝芽孢杆菌介导的线虫抑制中起关键作用。为了评估细菌群落组成和线虫密度，团队开展了10个优势细菌属和线虫密度间的冗余分析。结果表明，假单胞菌、慢生根瘤菌（Bradyrhizobium）、等与线虫密度负相关。进一步的随机森林模型鉴定出假单胞菌是线虫密度变化最重要的指示属。

4、枝芽孢杆菌通过趋化途径选择性招募高杀线活性假单胞菌。宏基因组功能分析显示，处理组显著富集了鞭毛组装、细菌趋化和脂多糖生物合成等通路。假单胞菌相对丰度与细菌趋化、脂多糖合成、硫转运系统、双组分系统等通路呈显著正相关。趋化相关基因（cheX、cheD、cheW、cheZ、cheY）在处理组中显著上调。滴落法和毛细管法趋化实验表明，处理组来源的14株代表性假单胞菌（representative Pseudomonas strains, RPSs）对枝芽孢杆菌发酵上清液均表现出明显趋化，形成清晰趋化环，相对趋化指数（relative chemotactic indices, RCI）达4.5~9.1；对照组仅PSC07有中等趋化（RCI=4.2），其余RCI均<2.0。表明枝芽孢杆菌能特异性吸引高杀线活性的假单胞菌。

5、假单胞菌合成微生物群落（synthetic microbial communities, SynComs）能够减轻根结线虫感染构建了含1~7株RPSs的SynComs，发现含5株及以上菌株的群落防效显著高于单菌株，且随菌株数增加防效趋于稳定。在10个不同的5株组合（SynComV1~V10）中，SynComV1（含P. monteilii PST01、P. parafulva PST02、P. fulva PST12、P. plecoglossicida PST22和P. putida PST23）防效最佳，达48.38%，显著减少根结数量并促进植株生长。

6、枝芽孢杆菌与最优SynComV1协同防治根结线虫。将枝芽孢杆菌与SynComV1联合施用，防治效果达58.33%，显著高于单独使用枝芽孢杆菌（44.44%）或SynComV1（41.67%），且根结数量明显减少，表明两者具有显著协同增效作用。

参考文献：

Chen W, Zhang Y, Tian Y, Dai W, Huang D, Zhao Z, Henawy AR, Shao Z, Cai M, Huang F, Zheng L, Cheng W, Zhang J. Multi-cycle application of Virgibacillus dokdonensis induces a root-knot nematode-suppressive soil via specifically recruiting functional Pseudomonas J Adv Res. 2026 Apr 4:S2090-1232(26)00283-3. doi: 10.1016/j.jare.2026.04.004. Online ahead of print.

其他参考文献：

1、张吉斌, 邵宗泽, 喻子牛, 孙风芹, 李光玉, 黄典, 张少博, 陈莉, 郑娜, 王雪飞, 徐柳. 一种独岛枝芽胞杆菌发酵上清液的应用: 中国, CN201410157288.3[P]. 2014-04-18.

2、Huang D, Yu C, Shao Z, Cai M, Li G, Zheng L, Yu Z, Zhang J.Identification and Characterization of Nnematicidal Volatile Organic Compounds from Deep-Sea Virgibacillus dokdonensis MCCC 1A00493. Molecules. 2020 Feb 9;25(3):744. doi: 10.3390/molecules25030744.

3、Wen Chen, Zhicheng Zhu, Chen Liu, Fan Yang, Wei Dai, Hao Yu, Dian Huang, Wanli Cheng, Zongze Shao, Kashif ur Rehman, Jibin Zhang Evaluation of Virgibacillus dokdonensis MCCC 1A00493 as a biological control agent and microbial organic fertilizer against root-knot nematodes. Biological Control. 2024, 192: 105508.

4、黄典,余豪,陈稳,程万里,邵宗泽,张吉斌.独岛枝芽胞杆菌MCCC 1A00493产生的4-乙烯基苯酚鉴定和作用南方根结线虫特性研究[J].微生物学报,2022,62(01):346-356.

汇编：Li G.

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