16S rRNA扩增子测序+根系LC-MS代谢组+挥发代谢组揭示链霉菌调控香蕉抗病的微生物互作机制

近日，中国农科院基因组所程旭课题组与中国热带农业科学院热带生物技术研究所谢江辉、王尉团队合作在Nature Communications在线发表了研究论文，题为“Streptomycessesquiterpenes elicit 10-HCA secretion and recruit disease-suppressive microbiota to enhance bananaFusariumwilt resistance”。

该研究通过16S rRNA扩增子测序+根系LC-MS代谢组+挥发代谢组揭示了链霉菌通过产生的倍半萜类挥发物作为激发子，诱导香蕉根系分泌10-羟基癸酸，进而特异性富集具有抑病能力的芽孢杆菌类群，显著增强了香蕉对枯萎病的抗性。

百迈客生物为该研究提供了非靶向代谢组和挥发代谢组检测与分析服务！

研究背景

香蕉枯萎病（TR4型）被称作“香蕉癌症”，病原菌可在土壤存活三十余年，传统化学农药防治污染环境、防效逐年下滑，产业亟需绿色微生物防控技术。现有链霉菌生防研究多聚焦直接抑菌活性，极少揭示其通过调控根际微生物群落长效抗病的完整分子通路。

实验材料分组设计

试验原料：

新种Streptomyces yongxingensis Sy2-11；香蕉巴西组培苗；枯萎病菌Foc TR4；多株分离芽孢杆菌（贝莱斯芽孢杆菌等）；che系列基因敲除突变株

试验分组设计：

PST：链霉菌处理

SST：无植株纯菌土

HCA：外源10-HCA处理

研究结果

根系代谢组锁定10-HCA为招募芽孢杆菌核心信号碳源

挥发代谢组学找到诱导10-HCA的两种倍半萜

分根隔离试验证明链霉菌挥发性物质可远距离刺激根系产10-HCA；挥发代谢组学共鉴定14种菌株挥发物，其中马兜铃烯、喇叭烯两种倍半萜单独处理，即可显著提升香蕉根系10-HCA含量，代谢组解析上游信号分子，打通 “链霉菌-植株” 信号传导环节。

研究总结

该研究以新种永兴链霉菌Sy2-11为研究对象，融合植株表型、16S根际微生物组、根系代谢组、菌株挥发物GC-MS、芽孢杆菌转录组与基因敲除多套技术体系，完整解析了区别于传统直接抑菌的新型生防机制。组学数据层层递进：微生物组锁定核心抑病芽孢杆菌，根系代谢组筛选关键信号物质10-HCA，挥发物代谢组找到上游倍半萜信号，细菌转录组挖掘趋化关键基因cheW，再通过外源回补、合成菌群、突变株试验完成全链条验证。

研究首次证实链霉菌可作为信号诱导物，通过挥发物调控宿主根系代谢，定向组装抑病根际菌群，形成长效抗病微生态；整套菌剂施用操作简便、环境友好，为热带香蕉连作枯萎病绿色防控提供全新理论支撑与产业化应用思路，同时为其他土传作物病害的根际微生态调控提供通用研究范式。