Microbiome
野生与栽培黄连根际微生物组比较研究揭示Paraburkholderia在促进生长与抑制病害中的关键作用

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该研究通过比较野生与栽培黄连的根际微生物组，发现野生黄连根际微生物多样性更高，且有益真菌比例显著高于栽培黄连。研究进一步鉴定出两个具有植物促生和病原拮抗活性的Paraburkholderia菌株，为通过根际微生物组工程提升药用植物栽培质量提供了理论支持。

 

文献概述
本研究对野生和栽培黄连（Coptis chinensis）的根际微生物组进行比较分析，揭示栽培黄连因长期单一种植和农业干预导致根际微生物生态功能下降，而野生黄连根际微生物群落更丰富且具有更强的病害抗性。研究聚焦于Paraburkholderia属的促生与拮抗潜力，为黄连可持续栽培提供微生物组层面的解决方案。

背景知识
黄连是中国传统药用植物，主要用于治疗感染性和炎症疾病。然而，由于长期单一种植和化学农药使用，栽培黄连易患根腐病等病害。野生黄连因生长环境复杂，根际微生物组可能在植物健康中起关键作用。研究通过微生物组测序、共现网络分析和体外实验验证，鉴定出Paraburkholderia属细菌在黄连健康中的重要性，为药用植物微生物组工程提供新思路。

 

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研究方法与实验
研究团队在贵州和浙江采集野生健康黄连样本，在湖北和四川采集栽培样本，提取根际土壤DNA并进行16S rRNA和ITS2区测序。通过α-和β-多样性分析、FUNGuild和FAPROTAX功能预测，以及共现网络分析，比较野生与栽培黄连微生物组的差异。分离出Paraburkholderia菌株并进行体外培养实验，评估其对黄连根腐病原菌（Ilyonectria robusta和Fusarium solani）的拮抗能力及促生特性。

关键结论与观点

• 野生黄连根际微生物组具有更高的α-和β-多样性，且在功能上富集更多有益真菌和固氮菌群。
• Paraburkholderia属在野生黄连中显著富集，并在体外表现出对主要根腐病原菌的拮抗活性。
• 该菌属能促进黄连生长、增强免疫反应，并显著抑制病原菌孢子萌发。
• 栽培黄连根际微生物组中病原菌比例上升，有益菌减少，微生物网络竞争关系增强，功能多样性下降。

研究意义与展望
研究结果为黄连根际微生物组的工程改造提供了理论基础，表明通过引入野生祖先微生物组分，尤其是Paraburkholderia，可恢复栽培黄连的健康与抗病性。未来可通过微生物组移植策略提升其他药用植物的栽培质量与抗病能力，减少对化学农药的依赖。

 

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结语
本研究系统比较了野生与栽培黄连根际微生物组的组成与功能差异，揭示了栽培环境对微生物网络结构和功能多样性的负面影响。研究通过功能预测和实验验证，确立了Paraburkholderia属在促进植物生长和抑制病原菌中的关键作用。这一发现不仅为黄连的可持续栽培提供了微生物干预策略，也为药用植物根际微生物组工程研究开辟了新方向，具有广泛的应用前景。

 

Xianhe Cao, Qingjun Yuan, Chengcheng Hu, Shaojie Li, and Zhenying Zhang. Wild wisdom meets cultivation: comparative rhizomicrobiome analysis unveils the key role of Paraburkholderia in growth promotion and disease suppression in Coptis chinensis. Microbiome.