近日，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)教授張穎團(tuán)隊(duì)副教授張博等人構(gòu)建了噬菌體“搭便車”攜播體系，為葉際微生物組調(diào)控和細(xì)菌性病害防治提供了一種新穎高效的方法。相關(guān)成果發(fā)表在EnvironmentalScience & Technology上并被選為內(nèi)封面文章。
噬菌體“搭便車”攜播體系示意圖。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)供圖
細(xì)菌性病原菌引發(fā)的大豆葉際細(xì)菌性病害導(dǎo)致了大豆品質(zhì)和生產(chǎn)力的大幅下降，嚴(yán)重影響著土壤-植物-環(huán)境一體化健康的問題。相較于化學(xué)殺菌劑，基于噬菌體的生物防治技術(shù)在農(nóng)業(yè)環(huán)境中保護(hù)植物免受病原細(xì)菌侵害方面已展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。然而，噬菌體對(duì)病原菌的生物防治效率和適用范圍受限于其固有特性。
本工作中，團(tuán)隊(duì)聚焦噬菌體療法技術(shù)的局限性，構(gòu)建了噬菌體“搭便車”于非宿主載體生防細(xì)菌的攜播體系，探究了如何在農(nóng)業(yè)環(huán)境中增強(qiáng)噬菌體療法，以克服生物膜保護(hù)和噬菌體抗性帶來的限制。結(jié)果表明，該體系存在顯著的協(xié)同效應(yīng)，即噬菌體能夠使得載體細(xì)菌定殖能力提升1.2倍，而載體細(xì)菌促進(jìn)提高噬菌體感染效率約1.4倍。在大豆葉際中，該體系處理下的病原生物膜總生物量比未處理組降低58%，病原菌數(shù)量減少82%。宏轉(zhuǎn)錄組分析顯示，攜播體系顯著增強(qiáng)了載體細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)性與能量代謝，同時(shí)抑制了病原菌的防御系統(tǒng)及能量代謝。
經(jīng)過多組學(xué)聯(lián)合分析，該研究揭示了噬菌體-益生菌攜播體系可形成有利于消減大豆葉際病原菌的高穩(wěn)定性與高遷移性的攜播共生體，并激發(fā)葉際微生物的防御功能，防治豆秸越冬病害。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1021/acs.est.4c09851
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