根际代谢物与微生物组的协同作用缓解了辣椒植物连续种植6年所带来的生长障碍

《Plant and Soil》：Rhizosphere metabolite–microbiome synergism mitigates 6 years continuous cropping obstacle in pepper plants

本研究通过分析连续种植辣椒（CC2、CC6、CC10）2、6、10年后的土壤理化性质、微生物群落（16S/ITS测序）和非靶向代谢组学，发现CC6土壤中Sphingomonas丰度显著增加，与可溶性磷正相关，该有益菌由根系分泌的glucoerucin和glucosylsphingosine招募，抑制病原菌；而CC10中这些代谢物减少，导致Sphingomonas丰度下降，病原菌如Rigidoporus显著增加，同时土壤中硝态氮、有机碳及磷钾含量升高但未被有效利用，揭示代谢物调控有益微生物以缓解连作障碍（CCOs）的关键机制。

　　

摘要

研究目的

连续种植辣椒（Capsicum annuum L.）会导致产量下降，但根际代谢物与微生物组之间相互作用的机制仍不清楚。

方法

在这项研究中，我们在连续种植2年、6年和10年后（分别称为CC2、CC6和CC10），结合了土壤物理化学分析、微生物群落分析（16S/ITS）和非靶向代谢组学研究。

结果

CC6土壤中的Sphingomonas细菌显著增加，这种有益细菌与可利用磷含量呈正相关。它通过根部分泌的glucoerucin和glucosylsphingosine被招募来对抗病原体。然而与CC6相比，CC10土壤中这两种代谢物的含量减少，导致Sphingomonas的数量下降，而像Rigidoporus这样的病原体数量显著增加。CC10土壤中的养分水平（硝酸盐氮、土壤有机碳、可利用磷/钾）升高，这可能是由于辣椒死亡导致养分无法被有效利用。

结论

综合分析表明，根际代谢物促进了有益微生物的招募，缓解了CC6中的连续种植障碍（CCOs）。然而，关键代谢物的耗尽促进了CC10中病原体的优势。因此，我们的研究为辣椒连续种植障碍的微生物调控提供了关键代谢物和微生物作为新的目标。

图形摘要