登上Cell子刊封面：南京农业大学开辟赤霉病绿色防控新路径

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

近日，南京农业大学植物保护学院顾沁教授、高学文教授、熊武教授团队合作（博士研究生徐钰姣、汪志远为论文第一作者），在 Cell 子刊Cell Host & Microbe上发表了题为：Keystone Pseudomonas species in the wheat phyllosphere microbiome mitigate Fusarium head blight by altering host pH 的研究论文，该研究还被选为当期封面论文。

小麦赤霉病是威胁全球农业生物安全的重大真菌病害，该研究发现，禾谷镰孢菌侵染小麦时，会通过诱导寄主碱化来增强自身致病力。与此同时，小麦穗部的天然微生物群落中潜藏着一类能够“以酸制碱”的守护者——寄主酸化型假单胞菌。这些细菌在赤霉病菌侵入时被招募至麦穗，分泌有机酸降低病原菌诱导的寄主碱化效应，从而有效抑制赤霉病发展。

这项研究揭示了寄主、病原体与有益微生物间围绕 pH 的精妙博弈，并展示了通过调控寄主微环境实现作物绿色防控的新思路。

该封面图片描绘了小麦穗部的微环境，其中镰状图标象征着禾谷镰孢菌这种真菌病原体，它通过使寄主组织碱化来促进感染。红色和蓝色的微生物分别代表两种假单胞菌菌株，它们分别促进（红色）或抑制（蓝色）这种碱化。该研究发现，在病原体入侵期间，小麦叶际富集的使寄主酸化的假单胞菌会产生有机酸来恢复 pH 平衡，展示了微生物组驱动的寄主微环境调节如何增强植物对赤霉病的防御。

叶际微生物群在支持寄主生理功能中发挥关键作用。然而，病原体侵染期间，叶际相关微生物组的动态变化及其对植物健康的影响尚不明确。

在这项新研究中，研究团队发现，叶际微生物能够减轻由禾谷镰孢菌（Fusarium graminearum）引起的小麦赤霉病——该病原菌通过诱导寄主碱化促进感染。

通过小麦穗部微生物群落分析和宏转录组学研究，研究团队发现，假单胞菌属在染病小麦穗部显著富集。从染病小麦穗部分离的 595 个细菌菌株（包括 196 个假单胞菌分离株）中，研究团队鉴定出部分富集的假单胞菌分离株（寄主酸化型假单胞菌）能够“以酸制碱”，通过产生有机酸抵消病原体引起的 pH 值升高。

体外实验证实，小麦穗部对特定寄主酸化假单胞菌存在选择性促进作用。田间试验表明，寄主酸化假单胞菌菌株能有效防控赤霉病。这些发现揭示了有益微生物在寄主 pH 调控中的核心作用，为植物病害的可持续防控提供了新路径。

论文链接：

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