近日，Nature Communications在线发表了沈其荣院士团队的研究成果：Tapping the rhizosphere metabolites for the prebiotic control of soil-borne bacterial wilt disease。该研究通过解析番茄发病和健康植株的根际代谢组，挖掘潜在的益生元，并结合多组学手段明确了益生元驱动根际微生物维持植物健康的微生态机制。研究成果标志着我国土传病害防控进入益生元精准调控阶段。

基于GLM和随机森林模型的结果，该研究选择了19种根际代谢物（11种在健康样本中富集，8种在发病样本中富集）进行实验。通过检测病原菌，土壤可培养细菌组对代谢物的利用情况进一步将11种在健康样品中富集的代谢物简化为7种，并将其定义为益生元。在益生元处理中，青枯病的发病率显著降低，荧光定量结果表明细菌总量显著提升，并且细菌数量与发病率呈显著负相关。进一步使用体外和原位试验验证了益生元具有激发土壤中性微生物的能力。并定义中性微生物为与青枯菌负相关或无显著相关的土壤微生物群体。宏基因组分析结果显示，益生元添加后，中性微生物通过激发土壤碳代谢、自毒物质降解和抗生素合成等相关途径降低番茄青枯病。研究探索了从根际土壤中挖掘活性代谢物作为益生元的新途径，并通过利用益生元定向培育“中性微生物”来防控土传青枯病的爆发。

我司钟山青年研究员文涛和在读博士生谢鹏昊为论文第一作者，袁军副教授为通讯作者。沈其荣院士、刘洪伟博士、Lauren Hale、Brajesh K. Singh、George A. Kowalchuk等指导了该项研究。本小组刘婷、赵梦丽、杨盛蝶、牛国庆参与了该项研究。该研究获得了国家自然科学基金重大项目、面上项目、江苏省优秀青年基金、江苏省“青蓝工程”等项目资助。

全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-40184-2