近日，南京师范大学生科院戴传超教授课题组在利用内生真菌降低水稻穗腐病发生机理研究中取得重要进展。相关成果以“Endophytic fungus reshapes spikelet microbiome to reduce mycotoxin produced by Fusarium through altering rice metabolites”为题发表在国际学术期刊上Journal of Agricultural and Food Chemistry（中科院1区Top，IF=6.1）。本工作是课题组在聚焦“有益微生物生物防治水稻穗部病害”方面取得的又一重要研究进展（Journal of the Science of Food and Agriculture. 2020, 101, 4059-4075; Journal of Applied Microbiology. 2022, 133,1566-1580）。

图1. 内生真菌通过改变植株代谢物减少RSRD和伏马菌素，驱动水稻穗抗性群落组装的示意图

      水稻穗腐病（Rice spikelet rot disease，RSRD）是我国近年来出现的危害最严重的水稻晚期病害之一，能够引起水稻谷粒腐坏、畸形、结实率降低以及谷粒变色，甚至产生真菌毒素，从而严重影响稻米产量与品质。前期研究表明，内生真菌枫香拟茎点霉B3（Phomopsis liquidambaris，B3）能够显著降低水稻穗腐病的发病率21.5%，减少谷粒中伏马菌素积累9.3%，然而，内生真菌枫香拟茎点霉的抗病机制仍然存在未知。该研究利用16S rRNA和ITS扩增测序技术表征稻穗微生物群落，发现B3显著降低稻穗病原菌的丰度，从79.91%降至2.84%，并显著富集穗微生物群落中的抗病微生物假单胞菌属和变形杆菌属。非靶向代谢组学和培养依赖性方法显示B3改变稻穗代谢产物，尤其是大麦碱和L-天冬氨酸，在重塑微生物群落和支持功能核心微生物假单胞菌的生长中发挥关键作用，并对病害控制产生叠加效应。该研究提供了通过操纵植物地下组织来调节地上微生物群落功能以控制病害的可行性，并扩展了我们对农业生产中植物病害和霉菌毒素污染物控制的认识。

      生科院已毕业博士研究生朱强为论文第一作者，戴传超教授为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金面上项目（32071638）和江苏省高等学校重点学科建设项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c02616