链霉菌与土壤微生物的“团队作战”：番茄青枯病防治新策略

摘要：土壤是地球上最复杂的生态系统之一，其中生活着数以万亿计的微生物。这些微生物不仅维持土壤肥力，还能帮助植物抵抗病害。番茄青枯病（由病原菌Ralstonia solanacearum引起）是一种毁灭性病害，可导致番茄植株迅速枯萎死亡。传统农药虽能短期控制病害，但长

土壤是地球上最复杂的生态系统之一，其中生活着数以万亿计的微生物。这些微生物不仅维持土壤肥力，还能帮助植物抵抗病害。番茄青枯病（由病原菌 Ralstonia solanacearum 引起）是一种毁灭性病害，可导致番茄植株迅速枯萎死亡。传统农药虽能短期控制病害，但长期使用会破坏生态平衡。因此，科学家将目光投向天然“生物防治剂”——链霉菌（Streptomyces）。这类土壤细菌以产生抗生素著称，但最新研究发现，它们的战斗力并非“孤军奋战”，而是通过与土壤中的“盟友”微生物协同合作，显著提升抗病能力。

过去的研究多关注链霉菌如何直接抑制病原菌或促进植物生长，却忽略了其与土壤微生物群的复杂互动。中国科学院南京土壤研究所的研究团队提出关键问题：链霉菌能否通过与土壤微生物的“团队合作”更高效地防治番茄青枯病？ 这项研究通过构建人工微生物群落、多组学分析等方法，揭示了微生物协同抗病的分子机制。

“单打独斗”不如“团队合作”
单独使用链霉菌时，其防治效果差异较大（8%-100%），且实验室中的抑菌能力（如抑菌圈大小）与田间效果无显著关联。然而，当链霉菌与SynCom共同作用时，防治效率平均提升至70.56%，表明土壤微生物群的协同效应至关重要。关键盟友：CSC98与CSC13
研究发现两种关键微生物——Stenotrophomonas maltophilia（CSC98）和Paenibacillus cellulositrophicus（CSC13）。CSC98通过营养竞争直接抑制病原菌，而CSC13则通过分泌代谢物激活链霉菌R02的抗生素合成通路（图1）。有趣的是，这两种微生物还能互相促进生长，形成“互利共生”关系。抗生素生产的“开关”
代谢组分析显示，CSC13的代谢物能诱导链霉菌R02大量合成红霉素E（Erythromycin E），其最低抑菌浓度仅为0.25 μg/mL。转录组数据进一步表明，CSC13通过上调链霉菌的缬氨酸降解、苯丙氨酸代谢等通路，激活了抗生素合成基因。