近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所作物病毒病害監(jiān)測與防控創(chuàng)新團(tuán)隊在《微生物組》（Microbiome）雜志上在線發(fā)表題為“Dynamic alterations and ecological implications of rice rhizosphere bacterial communities induced by an insect-transmitted reovirus across space and time”的研究論文，該研究通過為期三年的田間實(shí)驗，系統(tǒng)揭示了由介體昆蟲灰飛虱傳播的水稻黑條矮縮病毒（RBSDV）感染引起的水稻根際細(xì)菌群落的動態(tài)變化，并探討了這種變化在不同時間和空間條件下的生態(tài)學(xué)意義。
由介體昆蟲傳播的病毒病是水稻、小麥等糧食作物重大病害之一，具有周期性暴發(fā)的特征，給病害的預(yù)測和防控帶來巨大挑戰(zhàn)。以往的研究主要聚焦于病毒對植物地上部的影響，而該研究率先系統(tǒng)地探討了病毒感染對水稻根際微生物群落的影響。水稻根際微生物不僅能夠影響植物的生長發(fā)育，還與植物的抗病性密切相關(guān)，因此，深入了解病毒感染如何改變寄主根際微生物群落，對理解病毒病周期性暴發(fā)流行具有重要意義。研究對來自河北廊坊和河南開封的1240個樣本進(jìn)行16S rRNA擴(kuò)增子測序，發(fā)現(xiàn)RBSDV侵染顯著改變了水稻根際細(xì)菌群落的多樣性和組成，并且這種變化因種植地點(diǎn)、年份、發(fā)育階段和水稻品種的不同而有所差異。尤其是在水稻的快速生長期，RBSDV對水稻根際細(xì)菌群落的影響最為顯著。此外，該研究還通過代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，根際土壤中的某些代謝物（如甘油磷酸酯、氨基酸和類固醇等）與細(xì)菌群落的變化密切相關(guān)，暗示了這些代謝物可能在病毒感染過程中調(diào)節(jié)了微生物群落的組成與功能。本研究率先在微生物組和代謝組學(xué)的基礎(chǔ)上，揭示了昆蟲傳播的植物病毒感染對水稻根際細(xì)菌群落的動態(tài)影響，為探索病毒-植物-土壤微生物三者之間的相互作用提供了新的視角。該研究的結(jié)果不僅有助于理解作物病毒病的周期性暴發(fā)流行機(jī)制，也為通過調(diào)控根際微生物群落來提升作物抗病性提供了潛在策略。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所博士后吳楠、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授史文寵為論文共同第一作者，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所王錫鋒研究員、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院高崢教授和河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院任應(yīng)黨研究員為論文共同通訊作者。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所已畢業(yè)博士研究生張璐（現(xiàn)北京市農(nóng)林科學(xué)院工作）、王惠（現(xiàn)福建農(nóng)林大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院工作），中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所副研究員劉文文，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院李向東教授參與了該項研究工作。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（2023YFD1400300）、國家博士后科學(xué)基金（2022M723452）以及植物病蟲害綜合治理全國重點(diǎn)實(shí)驗室開放課題（SKLOF202308）的資助。
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