农药对于农业生产至关重要但因其持久性和非靶标效应而对生态系统和人类健康构成重大风险。噻呋酰胺TF作为常用杀菌剂的代表其在土壤中的半衰期可长达数年对环境与产品安全产生潜在风险。叶际微生物组在帮助植物抵抗生物和非生物胁迫中扮演着关键角色然而这些微生物如何响应并缓解农药胁迫的机制尚不清晰。近日凌恩生物客户安徽农业大学在《Journal of Hazardous Materials》发表研究论文该研究揭示了水稻叶际细菌-寡养单胞菌St10兼具直接降解TF与增强宿主解毒机制的双重功能为深入理解农药胁迫下叶际微生物与植物的互作提供了新视角。研究方法关键发现1. TF重塑水稻叶际微生物群落结构TF处理显著降低细菌和真菌群落的丰富度同时特异性富集了Stenotrophomonas、Pantoea和Sphingomonas等特定属。共线网络进一步揭示TF处理增强了细菌与真菌互作网络的复杂性与连接性表明叶际微生物物种互作群体在代谢交换和竞争更为活跃共现概率增加。图 施用TF对水稻叶际微生物群落的影响2. 寡养单胞菌St10表现出强TF抗性与降解能力除对微生物群落的影响外本研究还通过代谢组学技术评估了TF对叶际分泌物的作用。TF提高了亮氨酸等氨基酸的含量从而促进寡养单胞菌St10的招募与增殖。图 施用TF对水稻叶片分泌代谢物特征的影响该菌株对TF具有高度耐受性可在体外及植株体内高效降解该杀菌剂显著降低水稻组织中的TF残留量。此外St10通过提高叶绿素含量恢复51.4%、降低丙二醛水平、增强抗氧化酶活性缓解TF诱导的水稻生理胁迫。图 叶际分离菌株寡养单胞菌St10对水稻生长与TF降解的影响3. 寡养单胞菌St10激活水稻解毒基因的表达转录组分析进一步揭示St10激活了水稻中一系列与农药解毒相关的基因包括16个细胞色素P450基因、12个谷胱甘肽转移酶基因及15个UDP糖基转移酶基因通过增强农药代谢与解毒能力提升水稻抗性。图 St10介导的水稻转录组重编程结论与意义水稻通过分泌亮氨酸招募St10该菌通过直接降解TF与调控植物解毒通路双重机制缓解农药胁迫为微生物介导的农药植物毒性缓解策略提供了新的见解支持可持续农业发展。凌恩生物推出 “多组学联合”精准解析方案 | 整合微生物组、代谢组、转录组三大维度构建从“微生物群落”到“代谢活性”再到“宿主应答”的完整证据链。无论您研究肠道、植物、环境还是食品我们都能帮您精准溯源关键微生物并深度揭示其驱动的代谢通路与分子调控机制一站式解锁复杂生命过程的因果关联。参考文献Jiang H, Liang Z, Zhou C, et al. Rice phyllosphere bacteria mediates beneficial responses to pesticide stress. J Hazard Mater. 2025;497:139529. doi:10.1016/j.jhazmat.2025.139529