解淀粉芽孢杆菌YK3对沃柑溃疡病的防效及叶际细菌群落相关性的影响
叶柳健，贺愉岚，王小虎，韦圣博，何双，朱绮霞，卢洁，周礼芹
DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0370
柑橘溃疡病是黄单胞菌柑橘亚种（Xanthomonas citri subsp. citri）入侵而引起的一种世界性细菌病害，其传播速度快、防治难度大，严重危害全球柑橘产业。沃柑对黄单胞菌柑橘亚种敏感，感病后易造成严重减产、品质不佳等不良后果，已成为沃柑产区最严重的病害。黄单胞菌的菌系分化复杂，不同柑橘品种对黄单胞菌的敏感程度不同，针对性地开展沃柑溃疡病防治的研究，对沃柑溃疡病防控具有重要意义。目前，沃柑溃疡病的防控措施主要包括及时清除染病果树，定期喷铜类杀菌剂、抗生素以及喷施杀虫剂等。定期喷铜类杀菌剂是最广泛的防治措施，也是较有效且易被接受的防治方法，但同时也带来了铜污染、农药残留以及耐抗药性等系列问题，不利于沃柑种植的绿色发展，也不符合绿色生态农业的发展趋势。探索绿色、高效的沃柑溃疡病防治方法是大势所趋。
微生物防治法是一种利用拮抗菌或其活性代谢物拮抗植物病原菌而实现病害防控的方法。与化学防治易污染环境、破坏生态平衡相比，微生物防治因具有广谱、高效、对环境友好等优点而吸引了国内外研究人员的广泛关注。目前，利用芽孢杆菌（Bacillus）、假单胞杆菌（Pseudomonas adaceae）、真菌（fungi）和放线菌（Actinomycetes）等微生物防治柑橘溃疡病的研究逐渐增多，其中以芽孢杆菌的报道最多。公开报道的对柑橘溃疡病具有拮抗作用的芽孢杆菌主要包括解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）、枯草芽孢杆菌（B. subtilis）和贝莱斯芽孢杆菌（B. velezensis），均为农业农村部规定的免做毒理学试验的农用一级安全菌种。多数研究主要聚焦于拮抗菌的分离鉴定和实验室条件下对黄单胞菌拮抗测试，其对沃柑叶际细菌多样性的影响关注较少。沃柑溃疡病的微生物防治是一个复杂的过程，拮抗菌、病原菌以及叶际土著微生物等生物因素和当地气候条件均影响其防治效果，芽孢杆菌在实际应用中存在防控效果不稳定、不理想等问题有待解决。根据微生物群落生态学原理，在沃柑叶际接种拮抗菌，可能通过调节叶区的微生物群落结构，增强拮抗菌对沃柑溃疡病的田间防治效果。芽孢杆菌作为常用生防菌，其对沃柑叶际细菌群落的影响仍然未知。
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本文主要包括以下几部分内容：
2.1 沃柑溃疡病病原菌及其拮抗菌的分离
2.2 病原菌K32的生物学特性
2.3 拮抗菌YK3的生物学特性及产抑菌代谢物发酵条件的优化
2.4 拮抗菌YK3对沃柑溃疡病的防治作用
2.5 不同处理对沃柑叶际细菌群落α多样性的影响
2.6 不同处理对沃柑叶际细菌群落组成的影响
2.7 不同处理对沃柑叶际细菌群落相关性网络的影响
3 讨论
对不同处理影响沃柑叶际细菌群落α多样性的结果分析表明，外源接种微生物会降低沃柑叶际细菌群落的α多样性，这可能是外源接种的微生物竞争了叶际土著细菌的营养物质和生存空间，导致部分叶际土著细菌死亡而降低细菌的α多样性。叶际微生物对植物抵御病原菌的入侵有重要影响。对沃柑叶际细菌群落的组成进行分析，不同处理的沃柑叶际优势细菌属的种类相似，主要细菌属是Unclassified_Bacteria、Bacillus以及Acinetobacter，但相对丰度有明显差异。单独接种K32会降低沃柑叶际Bacillus的相对丰度，而同时接种K32和YK3，可以提高沃柑叶际Bacillus的相对丰度，降低Xanthomonas的相对丰度。因此，微生物防治沃柑溃疡病的发生，仍需考虑结合多种拮抗菌联合防治。
本研究发现外源接种使沃柑叶际土著细菌群落之间的正相关关系极大增强、互作关系网络更密集。仅接种K32会增强沃柑叶际Bacillus等土著细菌群落之间的正相关关系，这可能是Bacillus等土著细菌为了抵制Xanthomonas的入侵而加强联合。同时接种K32和YK3，Xanthomonas、Bacillus与沃柑叶际土著细菌群落均为负相关关系，但是Xanthomonas和Bacillus与沃柑叶际土著细菌群落的关系网不存在重叠。此外，YK3在实验室表现出了对K32强烈的抑制作用，然而在种植应用上抑制作用下降，这可能是土著细菌把YK3也当作了入侵者而进行联合抑制。细菌互作网络的复杂性和稳定性有利于植物抵御病原体感染，健康样本往往具有更复杂的细菌共生网络。因此，启示在沃柑溃疡病的生物防治中，除了要考虑对病原菌的抑制作用，也要考虑接入拮抗菌对土著细菌群落也可能是入侵者。
解淀粉芽孢杆菌YK3对沃柑溃疡病有较好的防治效果，改变沃柑叶际细菌多样性和结构。外源接种YK3使沃柑叶际土著细菌群落的正相关性网络增强，负相关性网络减弱，互作关系网络更密集。
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