——　第二部分 国家自然科学基金项目成果巡礼　——

　　目前，我国经济作物的种植面积已超过5亿多亩·次/年，但经济作物连年种植和高效益集约化农业生产导致了土传病害此起彼伏，很多保护地土壤已病入膏肓，成为废弃地，每年由此造成的经济损失达几百亿元。产生土传病害的主要原因是连作寄主植物根系的化感物质刺激了土传病原真菌的大量繁殖，有益细菌和放线菌显著减少，因此，要克服和防控这种经济作物的土传病害，就应该从调控根际土壤微生物区系着手。

　　南京农业大学资环学院沈其荣教授及其团队在数个国家自然科学基金项目的支持下，经过近十年的潜心研究，通过调控经济作物根际微生物，实现促进植物生长和防控土传病害的目的。该团队深入系统的研究了微生物在根表形成生物膜及与根系分泌物互作的机制。以一株解淀粉芽孢杆菌为根际益生菌代表，建立了野生型芽孢杆菌遗传操作系统，通过构建PRM-PR双元启动子系统，不同温度下分别实现同源重组效率（基因定点敲除）的提高以及标记基因的有效去除。结合PCR产物单链化和新型高效反向筛选标记技术，可以快速高效的对芽孢杆菌进行染色体遗传操作，只需最短70bp的同源片段即可实现目标基因的无标记敲除（图1）。

　　植物根际有益菌发挥作用的前提是其有效的根际定殖，为增强植物益生菌的根际定殖，该研究团队广泛开展根际定殖关键基因的研究。发现芽孢杆菌中负调控因子AbrB通过抑制根际益生菌对根系分泌物的趋化性及生物膜形成能力，来抑制芽孢杆菌的根际定殖，敲除AbrB基因能极显著提高芽孢杆菌在根表的定植能力（图2）。

　　而芽孢杆菌的另一个调控因子DegU则可通过其磷酸化水平调控根际定殖，根际定殖水平随着DegU磷酸化水平的提高而增强（图3）。

　　在上述基础理论指导下，该团队从根际筛选到根际和根表定植能力强、促生和拮抗土传病原菌能力强的菌株，并研究其液体和固体发酵参数，制得不同作物专性生物有机肥，在田间获得显著促进植物生长和防控土传病害的效果（图4），使农民种植经济作物的效益增加50%以上。

　　近年来，该团队在Nucleic Acids Research、 Environmental Science and Technology、Applied Environmental Science、Plos One、Soil Biology and Biochemistry、Bioresource and Technology、Applied Microbiology and Biotechnology等期刊上发表了系列文章，获得中国发明专利30个，调控根际土壤微生物区系的生物有机肥产品20多个，获国家技术发明奖二等奖1项、江苏省科技进步奖一等奖和教育部科技进步奖一等奖各1项，成为解决科学问题与国家需求紧密结合开展研究的典范。今后将从整个根际微生态出发，研究外源有益微生物影响土体土壤微生物区系的网络结构与模型，为构建抑病型土壤和高肥力土壤的微生物区系提供理论依据。