实验室李少杰团队合作发现黄连根际微生物组再野化的关键细菌类群

近日，实验室李少杰团队与中国中医科学院黄璐琦院士团队合作在Microbiome在线发表题为“Wild wisdom meets cultivation: comparative rhizomicrobiome analysis unveils the key role of Paraburkholderia in growth promotion and disease suppression in Coptis chinensis”的研究论文，该研究剖析了野生与栽培条件下黄连的根际微生物组成及功能差异，发现野生黄连根际富集的关键细菌属Paraburkholderia，可显著促进黄连生长，增强其抗病能力。

长期以来，由于农药化肥过量使用，土壤生态失衡，导致栽培黄连遭受严重病害问题，尤其是根腐病。“植物微生物组再野化（plant microbiome rewilding）”被视为实现植物生态种植的潜在模式，其核心在于从野生植株根际筛选能够维持宿主健康的关键微生物类群。

团队采集野生和栽培条件下的黄连根际土，通过多组学分析，发现野生黄连根际微生物群落具有更丰富的生态群系和更高的功能多样性，并富集了一类具有潜在抗病功能的细菌类群Paraburkholderia。同时，该研究从野生黄连根际分离的两株Paraburkholderia 细菌（Ccw352和Ccw389）对黄连根腐病的主要病原菌均表现出较强的拮抗作用，并具有活化养分、产活性代谢物等多种植物促生功能（图1A和B）。盆栽实验表明，向新移栽的黄连幼苗根际分别接种Ccw352和Ccw389，均能够显著促进幼苗生长及根系发育（图1C和D），并提高内源植物激素水平（图1E）。上述结果表明，Paraburkholderia 在促进黄连生长的同时，还可能通过诱导植物系统抗性提高其对病原菌的抵抗能力（图2）。该研究为进一步利用野生黄连根际微生物群落开展生态种植提供了重要的理论依据和菌种资源。

图1. （A，B）Paraburkholderia菌株Ccw352和Ccw389的功能验证及其（C，D）促进栽培黄连幼苗生长和根系发育并（E）提高内源植物激素水平

图2. 野生黄连根际Paraburkholderia在栽培黄连根际微生物组再野化中的潜在应用

实验室特别研究助理曹先贺博士为论文第一作者，实验室张振颖高级工程师和中国中医科学院黄璐琦院士为论文共同通讯作者。该研究得到了中央本级重大增减支项目和中国科学院仪器设备功能开发技术创新项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1186/s40168-025-02136-4