枯草芽孢杆菌调控甘蓝根际微生物多样性及根肿病抗性效应研究OA

根肿病由芸薹根肿菌(Plasmodiophora brassicae,Pb)引起,严重影响甘蓝的产量和品质。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis,BS)作为生防菌株,其调控根际微生态机制尚不明确。本研究中,通过设置BS、Pb、Pb+BS复合处理及无菌水对照灌根,结合16S rDNA高通量测序与根际代谢组分析,并测定病情指数、生物量及防御酶活性等生理指标,系统揭示了枯草芽孢杆菌BS调控甘蓝根肿病抗性机制。结果表明:与Pb处理相比,Pb+BS复合处理的Shannon指数呈上升趋势,二者根际微生物α多样性差异显著,表明BS处理提高了受Pb胁迫下的微生物群落多样性。与无菌水对照比较,施加BS有509个差异代谢物上调表达;k-means聚类分析显示,其中364种代谢物在特定趋势群集中丰度上调。施加BS处理显著增加了差异代谢物数量,富集在苯丙烷和黄酮类等防御相关代谢通路,并重塑了微生物—代谢物关联网络。关联分析表明,黏球菌(Myxococcota)、硝化螺旋菌(Nitrospirota)和甲基异螺旋菌(Methylomirabilis)的富集与优化根际氮转化效率、降低活性氮胁迫相关。同时,BS诱导防御酶(POD和SOD)时序性激活(POD峰值达对照组的10.43倍),复合处理(Pb+BS)的病情指数显著降低(盆栽降低54.5%),有效抑制了根肿菌增殖。本研究表明,枯草芽孢杆菌通过重塑根际微生物群落结构和阶段性激活植物防御系统,形成协同抗病效应,从而有效抑制甘蓝根肿病,为植物—微生物互作理论及病害生物防治提供重要依据。