一种利用天然有益土壤细菌控制一系列破坏性作物病害的创新方法已经出现在研究-行业合作中。
农业技术创新希望为农民提供一种方法,以减少目前用于控制作物病害的化学处理所造成的成本和环境破坏。 John Innes 中心团队分离并测试了数百个菌株 假单胞菌 从商业马铃薯田的土壤中提取细菌,然后对其中 69 个菌株的基因组进行测序。 通过比较那些显示抑制病原体活性的菌株的基因组和那些没有抑制病原体活性的菌株,研究小组能够确定一些菌株中的一个关键机制,可以保护马铃薯作物免受有害的致病细菌的侵害。
然后结合化学、遗传学和植物感染实验,他们证明了称为环状脂肽的小分子的产生对于控制马铃薯黑星病很重要,这是一种对马铃薯收成造成重大损失的细菌性疾病。 这些小分子对引起马铃薯黑星病的病原菌具有抗菌作用,有助于保护 假单胞菌 四处走动并定居植物根部。 实验还表明,灌溉导致遗传多样性的显着变化 假单胞菌 土壤中的人口。
该研究的第一作者 Alba Pacheco-Moreno 博士说:“通过识别和验证马铃薯病原体抑制机制,我们希望我们的研究将加速生物控制剂的开发,以减少对生态有害的化学处理的应用。 “我们描述的方法应该适用于广泛的植物病害,因为它基于对生物控制剂重要的作用机制的理解,”她补充说。
该研究发表在 埃莱夫, 提出了一种方法,研究人员可以通过该方法筛选几乎任何作物地点的微生物组,并考虑到不同的土壤、农艺和环境条件。 通过利用高速基因测序的进步,该方法可以筛选土壤微生物组中的治疗性细菌,并确定正在产生哪些分子来抑制病原菌。
他们还可以展示这些有益的虫子如何受到土壤类型和灌溉等农艺因素的影响。 新方法的下一步是将更多数量的有益虫子放回同一田地或混合菌株的混合物中,作为土壤微生物组促进处理。 John Innes 中心的小组组长、该研究的共同通讯作者 Jacob Malone 博士解释了这些好处:“这种方法的巨大优势在于,我们使用的是从环境中提取并放回相同特定环境中的菌株。大量的生物环境,因此没有生态破坏”。
应用微生物组助推器的潜在方法包括将细菌混合物用作种子包衣、喷雾或滴灌。
John Innes 中心小组组长、该研究的通讯作者 Andrew Truman 博士向我们介绍了这种方法的长期愿景,“在未来 我们使用的不是细菌产生的分子,而是 假单胞菌 应变自己。 它提供了一条更可持续的途径——我们知道这些细菌在马铃薯生长的土壤中定殖,并为作物提供保护。 使用细菌,您可以轻松地以适当的方式生长和配制,并将其应用于田间,而且比使用合成化学品更环保。”
植物病害是导致农作物重大损失的农业问题, 比如土豆。 重要的马铃薯病原体包括 链霉菌sc疮,一种导致马铃薯结痂病的细菌病原体,和 晚疫病,一种导致马铃薯枯萎病的卵菌病原体,这是爱尔兰大饥荒的主要原因。 假单胞菌 细菌通常与植物有关,并已作为生物控制剂被广泛研究,因为它们分泌促进植物生长和抑制病原体的天然产物。 然而,它们在过去的使用一直受到不一致的阻碍。
以前关于抑制马铃薯黑星病的研究表明了潜在的生物防治作用 假单胞菌属。 然而,由于缺乏机械知识,进展受到阻碍。 众所周知,灌溉可以抑制 链霉菌sc疮 感染,现在这项研究表明,这是因为水对微生物种群的影响。
泛基因组分析确定了交叉角色 假单胞菌 抑制马铃薯病原体的特殊代谢物,出现在 eLife.