噬菌体疗法对丁香假单胞菌及植物微生物群落动态的影响：共同进化与田间实验研究

2025年，Environmental Microbiology杂志上发表了一篇论文《Impact of Phage Therapy on Pseudomonas syringae pv. syringae and Plant Microbiome Dynamics Through Coevolution and Field Experiments》，该研究深入探讨了噬菌体疗法在控制植物病原菌——丁香假单胞菌 (Pseudomonas syringae pv. syringae，简称Pss) 方面的潜力，并评估了该疗法对植物微生物群落结构的影响。

丁香假单胞菌是广泛分布的植物病原菌，能引起多种农作物的病害，例如豆类的细菌性褐斑病和樱桃的细菌性疮痂病。当前，防治该菌株的传统手段主要依赖铜制剂和抗生素。然而，这些化学药剂不仅具有较高的环境毒性，还可能促进抗药性菌株的产生。因此，迫切需要探索更为环保且高效的替代策略。作为一种新兴的生物防治方法，噬菌体疗法因其对目标病原的高度特异性、自我复制性和自我限制性等特点，逐渐受到越来越多的关注。

在研究中，研究人员从感染Pss的植物样本中分离并筛选出多种噬菌体。通过斑点法（plaque assay）等技术，研究人员确定了这些噬菌体的宿主范围及裂解能力。

为研究噬菌体与Pss之间的相互作用，研究人员将Pss与噬菌体在实验室环境中共同培养，并定期传代。此实验设立的目标是观察细菌对噬菌体的抗性进化情况，并追踪噬菌体在压力下的反向适应性变化。该实验为筛选高效且不易产生抗性的噬菌体株系提供了有力支持。

在农业生态环境中，研究人员将选定的噬菌体混合液喷洒在植物上，并监测其对Pss引起的病害控制效果。与此同时，收集植物叶片和土壤样本，利用高通量测序技术分析噬菌体处理对微生物群落结构的影响。

实验结果表明，噬菌体混合液显著降低了植物叶片上Pss的种群密度，有效减轻了病害症状。特别是在共同进化实验中，经过多代培养后，噬菌体对野生型Pss的裂解效率进一步提升，且能有效感染并杀灭具有抗性突变的细菌。例如，噬菌体株MR6在与Pss共同培养6代和10代后，完全抑制了野生型Pss的生长，并在2000分钟内未出现抗性。

通过对田间实验中收集的植物样本进行高通量测序，研究者发现，噬菌体疗法对植物微生物群落结构产生了显著的影响。与对照组相比，噬菌体处理组的微生物群落多样性有所提升，且一些有益微生物（如固氮菌、放线菌等）的相对丰度增加。这一发现表明，噬菌体疗法不仅能够有效控制病原菌，还可能通过调节微生物群落的组成，从而提升植物健康。

该研究为噬菌体疗法在农业领域的应用提供了重要的科学依据，展现了噬菌体作为一种高效、环保的生物防治工具的巨大潜力。通过共同进化实验筛选出的高效噬菌体组合，未来有望在农业生产中广泛应用，从而减少对化学农药的依赖，降低抗药性风险和环境污染。此外，研究揭示了噬菌体疗法对植物微生物群落的调节作用，为探索噬菌体与植物微生物群落之间的相互关系提供了新的视角。

参考文献：doi: 10.1111/1462-2920.70076