2025年 09月 25日
葡萄牙的研究人员发现,受树干病害影响的葡萄树树干中的微生物组的组成受葡萄树的遗传背景和种植地区的影响很大。这项发表在《科学报告》(Scientific Reports)上的研究分析了葡萄牙八个主要产酒区的97株有症状的葡萄树,它们来自葡萄牙的两个流行栽培品种--国产杜丽加(Touriga Nacional)和阿拉贡斯(Aragonez,又称添普兰尼洛(Tempranillo))。研究小组利用新一代测序技术检查了这些葡萄树树干中的真菌和细菌群落。
葡萄树干病害(GTDs)是全球葡萄园面临的一个重大威胁,会导致木质部腐烂、减产,最终导致葡萄树死亡。这些病害是由一组复杂的真菌引起的,它们在木质组织中定植,包括树干、树枝,有时还包括树根。一旦出现木质部坏死、枯臂、条纹叶和枯死等症状,通常需要移除受感染的植株,以防止进一步蔓延。
尽管种植者努力通过化学处理、改善卫生条件、修剪方法和生物控制剂来控制 GTD,但损失仍然很高。了解微生物群落(生活在植物体内的微生物群落)如何随着病害的发生而变化,有助于制定新的病害控制策略。
研究发现,葡萄树生长的地区对病害树干中的微生物类型有很大影响。每个地区特有的环境因素似乎决定了哪些细菌和真菌在植物体内茁壮成长。葡萄树的基因型也起到了关键作用:与阿拉贡茨相比,图里加国家葡萄园葡萄树在患病时树干微生物群的变化更为明显。
研究人员收集了有症状树干的锯末样本,并对真菌和细菌 DNA 进行了测序。他们发现,样本中主要有三个真菌科--Phaeomoniellaceae、Togniniaceae 和 Botryosphaeriaceae。这些科包括 Phaeomoniella、Phaeoacremonium、Neofusicoccum、Diplodia 和 Botryosphaeria 等属,它们都与埃斯卡和 Botryosphaeria 枯萎病等 GTD 相关。大多数葡萄树同时感染了两类病害的病原体。
研究还考察了其他因素,如葡萄树的年龄和根茎,但发现这些因素对微生物组多样性的影响小于地区或栽培品种。不过,他们确实观察到,这些因素的不同组合会导致树干内出现不同的微生物群落。
除了对存在的微生物进行编目外,研究人员还研究了这些生物是如何相互作用的。他们发现有证据表明,一些微生物属可能会在树干内与 GTD 病原体竞争。这表明,某些内生微生物--那些生活在植物组织内的无害微生物--有可能被用作生物控制剂来抑制致病真菌。
研究结果凸显了葡萄园中植物与微生物相互作用的复杂性,并表明在制定树干病害防治策略时,必须同时考虑环境条件和葡萄遗传因素。这项研究为了解地区差异和植物特征如何塑造葡萄树GTD病的内部微生物景观提供了新的视角。
这项大规模研究利用先进的DNA测序方法,首次研究了多种因素(包括地区、栽培品种、树龄和根茎)如何影响患病葡萄树干的微生物组。研究结果可为今后培育抗病能力更强的葡萄树或开发针对GTD的微生物疗法提供参考。
这项工作由来自葡萄牙和欧洲其他国家的植物病理学和微生物学科学家团队完成。他们的研究增加了关于葡萄健康与其内部微生物群落之间关系的重要知识--随着葡萄园面临疾病和不断变化的气候条件带来的日益严峻的挑战,这一课题越来越受到人们的关注。