登上Cell子刊封面：南京農業大學開辟赤霉病綠色防控新路徑

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

近日，南京農業大學植物保護學院顧沁教授、高學文教授、熊武教授團隊合作（博士研究生徐鈺姣、汪志遠為論文第一作者），在 Cell 子刊Cell Host & Microbe上發表了題為：Keystone Pseudomonas species in the wheat phyllosphere microbiome mitigate Fusarium head blight by altering host pH 的研究論文，該研究還被選為當期封面論文。

小麥赤霉病是威脅全球農業生物安全的重大真菌病害，該研究發現，禾谷鐮孢菌侵染小麥時，會通過誘導寄主堿化來增強自身致病力。與此同時，小麥穗部的天然微生物群落中潛藏著一類能夠“以酸制堿”的守護者——寄主酸化型假單胞菌。這些細菌在赤霉病菌侵入時被招募至麥穗，分泌有機酸降低病原菌誘導的寄主堿化效應，從而有效抑制赤霉病發展。

這項研究揭示了寄主、病原體與有益微生物間圍繞 pH 的精妙博弈，并展示了通過調控寄主微環境實現作物綠色防控的新思路。

該封面圖片描繪了小麥穗部的微環境，其中鐮狀圖標象征著禾谷鐮孢菌這種真菌病原體，它通過使寄主組織堿化來促進感染。紅色和藍色的微生物分別代表兩種假單胞菌菌株，它們分別促進（紅色）或抑制（藍色）這種堿化。該研究發現，在病原體入侵期間，小麥葉際富集的使寄主酸化的假單胞菌會產生有機酸來恢復 pH 平衡，展示了微生物組驅動的寄主微環境調節如何增強植物對赤霉病的防御。

葉際微生物群在支持寄主生理功能中發揮關鍵作用。然而，病原體侵染期間，葉際相關微生物組的動態變化及其對植物健康的影響尚不明確。

在這項新研究中，研究團隊發現，葉際微生物能夠減輕由禾谷鐮孢菌（Fusarium graminearum）引起的小麥赤霉病——該病原菌通過誘導寄主堿化促進感染。

通過小麥穗部微生物群落分析和宏轉錄組學研究，研究團隊發現，假單胞菌屬在染病小麥穗部顯著富集。從染病小麥穗部分離的 595 個細菌菌株（包括 196 個假單胞菌分離株）中，研究團隊鑒定出部分富集的假單胞菌分離株（寄主酸化型假單胞菌）能夠“以酸制堿”，通過產生有機酸抵消病原體引起的 pH 值升高。

體外實驗證實，小麥穗部對特定寄主酸化假單胞菌存在選擇性促進作用。田間試驗表明，寄主酸化假單胞菌菌株能有效防控赤霉病。這些發現揭示了有益微生物在寄主 pH 調控中的核心作用，為植物病害的可持續防控提供了新路徑。

論文鏈接：

https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(25)00450-0