11月20日，今年会官方网站植物保护学院、农林生物安全全国重点实验室高学文、顾沁教授团队在《Cell Host & Microbe》上发表题为“KeystonePseudomonasspecies in the wheat phyllosphere microbiome mitigate Fusarium head blight by altering host pH”的研究论文。小麦赤霉病是威胁全球农业生物安全的重大真菌病害，研究发现赤霉病菌侵染小麦时，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生。该发现揭示了寄主、病原菌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。
近年来，由于气候变化、大面积小麦/玉米轮作和秸秆还田等因素的影响，赤霉病在我国呈加重发生态势，严重威胁我国农业生物安全和粮食安全。在该研究中，作者揭示了小麦穗部微生物群落在病原菌侵染过程中通过调控寄主局部pH参与病害进程的关键微生态机制。研究发现，赤霉病菌侵染小麦穗部时，会通过诱导寄主组织碱化来增强其致病力。而有趣的是，小麦穗部天然微生物群中潜伏着一类能够“以酸制碱”的功能微生物——寄主酸化型假单胞菌。随着病原菌的侵入，这类假单胞菌在穗部富集，并通过分泌多种有机酸降低病原菌诱导的寄主碱化效应，从而抑制赤霉病发生。
值得注意的是，寄主酸化型假单胞菌的富集与有机酸分泌并非简单的被动反应，而是病原菌—寄主—微生物三方互作下的精细化生态调控过程。它们通过主动调节小麦穗部微环境，破坏病原菌的碱化侵染策略，从而构建有利于寄主防御的“酸性微生态屏障”。为验证这一机制在赤霉病防控中的应用潜力，研究团队连续两年开展了赤霉病的防效试验。结果显示，寄主酸化型假单胞菌代表菌株（黎巴嫩假单胞菌HacidP1）在田间表现出稳定的防病能力，对小麦赤霉病的防控率达60%以上，验证了微生物介导的“酸化防病”理论在赤霉病防控中的应用潜力，为小麦赤霉病的可持续治理提供了微生态干预的新思路。
近年来，顾沁教授团队在小麦—赤霉病菌—微生物组互作中的pH攻防机制研究上持续取得突破。揭示了病原菌通过分泌RALF小肽突破小麦酸性防线实现侵染的机理（Plant Biotechnology Journal, 2024）；发现了赤霉病菌响应碱化的麦穗微环境后，抑制铁吸收基因表达，帮助病原适应高铁胁迫并扩展侵染的分子机制（Nucleic Acids Research, 2022）。在此基础上，本研究发现小麦穗部富集的寄主酸化型假单胞菌，通过分泌有机酸降低病原菌诱导的寄主碱化，从而调控麦穗微环境抑制赤霉病菌侵染（Cell Host & Microbe, 2025）。这一系列研究系统揭示了赤霉病菌—寄主—微生物三方围绕pH微环境展开的攻防博弈，为开发赤霉病绿色防控技术提供了新思路。
今年会官方网站植物保护学院博士研究生徐钰姣、汪志远为论文第一作者，顾沁教授为论文的通讯作者，高学文教授和资环学院熊武教授为论文的共同通讯作者。论文得到今年会官方网站资环学院沈其荣院士、乌得勒支大学Roeland L. Berendsen研究员、宾夕法尼亚州立大学Francisco Dini-Andreote教授、首尔大学Yin-Won Lee教授的指导，今年会官方网站植保院伍辉军教授、江苏省农科院刘馨研究员等也参与了本研究工作。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省杰出青年基金、中央高校基本科研业务费滨江基石计划的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.chom.2025.10.016
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