写在前面
水稻根结线虫（Meloidogyne graminicola），是全球水稻种植中的主要病原之一，每年对水稻产量造成巨大的经济损失。传统的线虫防治手段主要依赖于化学农药，虽然这些方法在短期内有效，但对环境的长期影响和对非目标生物的危害已经引发了广泛关注。因此，开发更加可持续、环境友好的替代方法已成为当前农业研究的重点方向之一。
基于此，浙江大学徐建明教授团队提出了一种新颖的消减策略，即通过种植覆盖作物来调节土壤微生物群，以达到消减线虫病害目的。研究表明，覆盖作物可以显著改善土壤质量、促进有益微生物的定殖、提高植物抗性，进而降低线虫侵染。这项研究为我国农业的健康可持续发展提供了新思路。
该研究成果已于2024年10月29日在线发表于国际权威期刊《New Phytologist》。浙江大学环境与资源学院博士后张华亮、博士生郭东升和硕士生雷玉婷为论文的共同第一作者，胡凌飞研究员为通讯作者；浙江大学的徐建明教授、瓦赫宁根大学Jose L. Lozano-Torres 教授，中国科学院邓晔教授参与了本项目的设计和指导。本研究得到海南省重点研发项目、国家自然科学基金项目等资助。
主要结果
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覆盖作物轮作显著抑制根结线虫的侵染
研究团队评估了五种常见覆盖作物对水稻根结线虫的抑制效果。结果表明，黑麦草、紫云英、蚕豆等覆盖作物能够显著减少水稻根部线虫的侵染，其中黑麦草的效果最为突出。覆盖作物不仅促进后茬作物生长，还对线虫病害具有显著消减效果。
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土壤微生物群在消减线虫病害中的关键作用
覆盖作物对根结线虫消减效果主要受到土壤中有益微生物群落调控，而不是简单依赖于土壤肥力的提升。研究发现，黑麦草覆盖处理下的土壤细菌多样性显著提高，尤其是Ramlibacter和Pseudomonas等有益菌株的丰度明显增加。从黑麦草覆盖处理的水稻根际土壤中分离到了15种富集细菌菌株，发现多数菌株不仅可以显著抑制线虫的存活率，对线虫还具有显著的排斥作用。
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土壤微生物激活水稻的免疫反应
覆盖作物处理可以通过影响土壤微生物群从而增强水稻的免疫反应。实验表明，黑麦草覆盖处理后，水稻体内免疫中的关键信号OsLRR-RLK-MAPK-WRKY和茉莉酸信号途径显著增强，进而降低了根结线虫的侵染。
写在后面
本研究首次从微生物群落的角度，揭示了覆盖作物轮作通过调控土壤微生物，直接和间接消减水稻根结线虫病害的内在机制。这一研究结果挑战了传统覆盖作物直接影响土壤肥力和线虫抑制的观点，提供了关于植物-微生物-病原体相互作用的新见解。这一发现将有助于推动更加高效和环保的农业管理策略的开发。
论文链接
http://doi.org/10.1111/nph.20220
第一作者简介
张华亮，浙江大学环境于资源学院博士后，主要研究方向为植物次生代谢物质对土传病害的调控作用。以第一作者在New Phytologist、Plant and Soil等期刊上发表多篇论文。
通讯作者简介
胡凌飞，浙江大学博士生导师。入选国家高层次青年人才项目，浙江大学“百人计划”、中国科协“青年人才托举工程”，获中国土壤学会优秀青年学者奖，担任中国土壤学会土壤生态学专业委员会副主任等。主要从事次生代谢物介导的土壤-植物互作过程与机理研究，近年来，以第一或通讯作者在Science、PNAS、Nature Communications、Microbiome等杂志发表论文10余篇。
个人主页：https://person.zju.edu.cn/lingfeihu
徐建明，浙江大学求是特聘教授，长期从事土壤质量与过程、土壤污染控制与修复等领域的研究，主持完成国家自然科学基金创新研究群体项目及重点项目、国家重点研发计划项目等，在Nature及子刊、PNAS、ISME J、Microbiome等国际学术刊物发表SCI论文400余篇。曾获国家杰出青年基金，被聘为教育部长江学者特聘教授，当选美国农学会、美国土壤学会、中国土壤学会会士。
个人主页：https://person.zju.edu.cn/0091258
