南京农业大学沈其荣院士团队在一区top期刊（IF=15.1）发表最新成果，揭示植物根际微生物如何成为人类与动物健康的第一道防线
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2024-07-13 08:02
法国
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同一健康（One Health）理念深刻认识到人类、动物、植物及更广阔环境的健康是紧密相连且相互依赖的。在这一背景下，病原体在农田中的存在与扩散对公共卫生产生了严重威胁。农业土壤和植物是植物病原体的重要宿主，这些病原体共同导致全球每年高达30%的作物损失。此外，土壤中还藏匿着多种可引起空气、食物和水源性疾病的病原体。例如，炭疽杆菌（Bacillus anthracis）和伯克霍尔德菌属（Burkholderia pseudomallei）可通过直接接触引发潜在致命的人类感染；而诸如大肠杆菌O157:H7（Escherichia coli O157:H7）和鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella enterica）等食源性病原体能进入食物链，引发严重疫情。因此，生长于植物及其周围环境中的病原体因多种感染途径的存在而成为重大公共卫生隐患（图1A）。然而，尽管我们已意识到病原体在农生态系统中的存在，但我们对于各种人畜共患病原体在全球的分布和流行情况以及环境因素如何制约或促进病原体传播的了解仍然有限。![]()
图1. 土壤和植物相关病原体带来的风险概览
根际，即环绕植物根系的土壤区域，因其由植物释放的易降解碳化合物激发的微生物活动高度集中而备受关注。结果，根际附近的活性微生物密度比普通土壤高出20倍之多。值得注意的是，许多病原体具有机会主义特性，依赖充足的能量和营养物质来繁衍生息并进行其活动。根际丰富的资源同样有利于病原体生存，其中很多可能对植物、动物和人类健康构成挑战。因此，理解根际病原体群落的动态变化及其丰度调控机制至关重要，这有助于评估病原体流行的潜在风险，并制定有效的管理策略以保障植物和公共健康（图1B）。2024年7月8日，国际权威学术期刊One Earth发表了南京农业大学沈其荣院士团队的最新相关研究成果，题为High microbiome diversity constricts the prevalence of human and animal pathogens in the plant rhizosphere worldwide的研究论文。南京农业大学韦中课题组江高飞为论文的通讯作者。![]()
农业土壤经常被忽视作为人畜致病细菌的来源，这些细菌能引发一系列食物、空气和水源性疾病。人们对土壤中病原体的认识几乎与现代微生物学一样悠久，但关于驱动其全球分布的因素，我们的知识仍然匮乏。本研究收集了342组对照土壤和根际土壤微生物组数据，识别出9,516种潜在致病性的扩增子序列变体（ASVs），其中75%为已知的人畜共患病原体。与普通土壤相比，这些病原体在根际中的相对丰度和多样性分别高出了81%和11%。大多数此类病原体具有机会主义特征，根际中有11种关键物种已被报道为人类肠道病原体。通过不同的农业管理实践，我们发现增加微生物多样性可以减少病原体的流行率。这项研究将可持续食品生产和公共健康的关注点相统一，为重新设计食品安全系统提供了动力。![]()
图2. 施肥和假单胞菌益生菌对病原体数量影响的实验验证
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