本研究全面检查了健康和患病生姜植株中的土传性和内生微生物的生物多样性，强调了细菌和真菌微生物对植物健康的冲击以及促进健康微生物群落形成的特定代谢物。条形码测序分析使研究人员能够深入研究相关微生物群落。在生态位水平上，每个微生物分类单元都由主导属代表。根据线性判别分析效应大小，属于Sphingomonas（鞘氨醇单胞菌）、Quadrisphaera（四球菌）、Methylobacterium-Methylorubrum（甲基杆菌-甲基红菌）、Bacillus（芽孢杆菌）以及真菌属Pseudaleuria（假金孢菌）、Lophotrichus（毛枝菌）、Pseudogymnoascus（假裸囊菌）、Gymnoascus（裸囊菌）、Mortierella（毛霉菌）和Eleutherascus（自由囊菌）的细菌种类与植物健康有关。
与根腐病相关的细菌失衡是由于Pectobacterium（软腐欧文氏菌）、Alcaligenes（碱杆菌）、Klebsiella（克雷伯氏菌）和Enterobacter（肠杆菌）的相对富集所致。同样地，真菌群落的不平衡是由Gibellulopsis（小核菌）、Pyxidiophorales（盘菌目）和Plectosphaerella（选球壳菌）的富集引起的。非靶向代谢组学分析揭示了多种与植物健康密切相关的、在不同微生物生态位中驱动微生物组组装的代谢物。同时，在整个健康的生姜植株中检测到了6-({[3,4-二羟基-4-(羟甲基)氧杂环丁烷-2-基]氧基}甲基)氧杂环己烷-2,3,4,5-四醇。脂质和类似脂质分子是与生姜植株健康相比根腐病病害中高度丰富的代谢物中最重要的部分。
研究人员的研究显著提高了对代谢组驱动的微生物组结构的理解，以应对作物保护的影响。微生物组的组装而非特定微生物的存在驱动了生姜植株的健康。大多数微生物种类和代谢物此前尚未在生姜植株中被识别。所描述的本土微生物群落和代谢物可以支持未来的策略来诱导植物抗病性。它们为深入探索与经济作物相关的病原体、生物防治剂和植物生长促进剂提供了基础。
该研究由山东省双百人才计划（编号 WSG20200001 ）资助。
