含Mi 基因抗性番茄招募拮抗根结线虫根际有益微生物的机制解析

Root-knot nematodes (RKN; Meloidogyne spp.) are considered one of the most damaging nematode pests to crops worldwide. The tomato gene Mi-1 confers resistance to RKNs. Rhizosphere microbiome, which modulated by plant root exudates, play a vital role in nematodes-host plant interaction. Inoculation the soil microbiome of Mi-1 gene carrying cultivar Motelle had significantly reduced the RKN infection on susceptible cultivar Moneymaker. Therefore, our research will get insight on the mechanism of the root exudates of resistant tomato in recruitment of specific microbiome to suppress RKNs infection. The project involved: (1) investigation on the community diversity and the richness of prodomainant microbes by using the Mi-Seq Illumina sequencing; (2) determination of the difference on root exudates from Motelle and Rme1 by Gas Chromatography and Mass Spectrometry (GC-MS); (3) evaluation the effect of different root exudates on the attraction and mortality of RKN, the reproduction of female and the hatch of egg, and the recruitment on the rhizosphere microbiome.

由根结线虫（Meloidogyne spp.）引起的根结线虫病害是土传病害重要的种类之一，能够造成农业生产上的巨大损失，对该病害的防治主要是依靠化学药剂，但化学药剂极易导致环境和安全问题，因此利用有益微生物防控该病害成为研究的热点。在前期的研究中发现，含有Mi-1基因抗性番茄根际招募的微生物能够显著降低根结线虫侵染感病番茄的能力，在此研究基础上，本项目拟首先通过Mi-Seq Illumina测序技术明确含Mi-1 基因的抗性番茄根际微生物的群落组成及丰度，利用GC-MS检测抗/感番茄根系分泌物的组成成分，分析差异组分对根际微生物的招募作用及对根结线虫的拮抗效果，初步解析含有Mi 基因的抗性番茄通过招募土壤中有益微生物抵御根结线虫的侵染的作用机制，从而为利用有益群体微生物防治根结线虫病害提供新的理论依据。

根结线虫(Meloidogyne spp.)是世界性分布的威胁农业生产的主要病原物之一。根际微生物在线虫与植物互作过程中起着重要作用。本研究通过Illumina Hi-Seq 测序技术，分析比较来源于四种不同寄主作物发病和健康土壤的微生物组成；研究发现，健康植物根际微生物和发病微生物的群落结构组成存在显著的差异，且健康植物根际微生物的群落结构多样性和丰富度高于发病植物。将健康植株根际微生物施用于番茄根部能够显著降低根结线虫的侵染， 而发病植株根际微生物能够显著提高线虫的侵染。从健康茄子的根际筛选到两株生防菌株B1 和B32，温室盆栽实验显示 B1 和B32 能够显著降低根结线虫的侵染；经鉴定，B1 和 B32 分别为 Pseudomonas sp. 和 Bacillus sp.