軟腐果膠桿菌科細菌(soft rot Pectobacteriaceae, SRP)是經濟上最重要的植物病原細菌之一,尤其以其在馬鈴薯生產中的危害而聞名。關於該病害傳播流行病學的研究已持續近一個世紀,並已有若干方面被強調為可能的感染途徑。然而,普遍認為該病害的主要來源是潛伏感染的母薯,但仍有若干參數會影響病害流行程度,包括受污染的設備、土壤水分狀況以及溫度。該病害的管理措施主要侷限於衛生操作、乾燥貯藏和種薯認證體系,但也有多項研究證明,噬菌體(phages)等生物防治因子是具有前景的工具。
儘管SRP對馬鈴薯生產危害嚴重,但目前對丹麥SRP的遺傳多樣性知之甚少,而且由於可獲得的分離株數量有限,設計一種具有廣泛效果的噬菌體雞尾酒製劑的可能性也受到限制。本文描述了一項為期三年的田間研究,採用農業公民科學方法,由丹麥農户提供出現症狀的馬鈴薯植株或塊莖,並附帶日期、地點、馬鈴薯品種和來源等元數據。通過將全基因組測序(Illumina和Nanopore)與元數據相結合,我們得以利用跨越三年採集的103個完整基因組,研究並監測該病害在全國範圍內的流行病學傳播。
在本研究中,我們提供了有關病害來源的流行病學證據,以及一組可作為病害早期干預生物防治工具的噬菌體。我們的結果揭示了多個分佈於不同地點的克隆譜系群(SNPs < 20),這強烈表明其具有共同來源。共測試了17種果膠桿菌噬菌體,結果顯示其可靶向超過80%的克隆譜系群。基於這些軟腐分離株之間的克隆性,我們提出了一種可能性,即早期使用針對與軟腐發生發展相關菌株的噬菌體進行干預,並結合監測項目以及定製化噬菌體偏好加以實施。
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