噬菌體：土壤“狙擊手”激發(fā)根際防御軍團(tuán)

2019年12月2日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院土壤微生物與有機(jī)肥團(tuán)隊(duì)微生態(tài)與根際健康實(shí)驗(yàn)室在利用噬菌體定向調(diào)控土壤菌群—防控土傳青枯病領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，成果以“Phage combination therapies for bacterial wilt disease in tomato”為題發(fā)表在國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然生物技術(shù)》上。

青枯菌在土壤中存活時(shí)間長，能夠侵染番茄、茄子、辣椒、生姜等400多種植物，常導(dǎo)致作物減產(chǎn)。傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥和熏蒸等方法短期內(nèi)見效快，但病原菌容易形成耐藥性；再加上農(nóng)藥和熏蒸劑靶向性不強(qiáng)，在殺滅病原菌的同時(shí)也破壞了土壤正常的微生物群落。噬菌體是一類專性侵染細(xì)菌的病毒，在環(huán)境中普遍存在，其對(duì)宿主細(xì)菌具有高度侵染特異性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定病原菌的精準(zhǔn)裂解，并且能夠動(dòng)態(tài)壓制病原菌數(shù)量。

實(shí)驗(yàn)室從廣西、江蘇、浙江和江西不同地區(qū)分離到1 000多株病原青枯菌，并篩選到能高效裂解病原菌的噬菌體。根據(jù)噬菌體的來源和侵染特性等選擇了4株噬菌體為材料，組合成不同豐富度的噬菌體組合，以提高噬菌體療法的效果。最后通過溫室和大田研究，發(fā)現(xiàn)噬菌體組合能夠顯著降低青枯病的發(fā)生。

這一發(fā)現(xiàn)表明噬菌體不僅可以“專性獵殺”和“精準(zhǔn)靶向”病原菌，降低其生存競爭能力；同時(shí)還能夠重新調(diào)整根際土壤菌群的結(jié)構(gòu)，恢復(fù)群落多樣性，增加群落中拮抗有益菌的豐度。這就相當(dāng)于，不僅找到了精確獵殺病原菌的“狙擊手”，同時(shí)還觸發(fā)了根際防御體系，讓打垮的根際菌群又組建了一支“防御軍團(tuán)”！這將為應(yīng)用推廣噬菌體療法作為精準(zhǔn)靶控、生態(tài)安全的土傳病害防治措施提供重要的理論依據(jù)。