覆土层中的微生物演替塑造栽培白蘑菇细菌性斑点病相关群落：从覆土层到病害

背景：细菌性斑点病是栽培白蘑菇（Agaricus bisporus）的一种主要病害，传统上被归因于单个假单胞菌属（Pseudomonas）病原体。然而，在受斑点病影响的蘑菇中反复检测到多种不同的细菌类群，提示该病害可能涉及微生物群落组织方式的更广泛变化。我们采用16S rRNA基因扩增子测序与鸟枪法宏基因组测序相结合的方法，对美国两家商业蘑菇农场中有症状和无症状蘑菇相关的细菌群落进行表征，并考察覆土层在早期、出菇期和采收期的细菌演替。 结果：无论疾病状态如何，蘑菇相关微生物群落均以假单胞菌属为优势类群，这表明细菌性斑点病并非仅与优势菌属丰度增加相关。相反，有症状蘑菇表现出显著的群落重组、特定类群的富集以及微生物网络复杂性的明显降低。物种水平的宏基因组分析揭示了假单胞菌属内部广泛的重组，不同斑点病相关谱系之间呈现相反的变化，同时伴随着非假单胞菌类群的变化，包括Mycetocola属和Ewingella属。尽管存在这些分类学变化，优势假单胞菌种群仍保持了总体上较为保守的功能谱；与疾病相关的富集通路主要涉及中心代谢、O-抗原生物合成和肽聚糖成熟。覆土层群落经历了显著的定向演替，从早期由Exiguobacterium属和Leuconostoc属占优势，转变为后期Flavobacterium属、Pedobacter属和Pseudomonas属的富集。在整个覆土层发育过程中均检测到多个斑点病相关的假单胞菌谱系；在发病率较高的农场，假单胞菌属相对丰度从覆土早期的约2%升至采收期的51%。在演替过程中，α多样性未发生显著变化，表明群落发育主要反映了类群替代与重新分布。 结论：我们的研究支持一种以微生物组为中心的细菌性斑点病理论框架，即该病害与宿主和生长阶段依赖性的微生物演替、物种水平的群落重组以及微生物连接性的改变相关。该框架超越了单一病原体范式，强调细菌性斑点病是一种群落水平的病害过程，其形成受蘑菇宿主与周围微生物组之间动态相互作用的影响。

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# 覆土层中的微生物演替塑造了栽培双孢蘑菇细菌性褐斑病相关群落：从覆土层到病害

Sameerika D Mudiyanselage， Romina Gazis， 查看 ORCID 个人资料 Samuel J Martins

doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.10.750680

Sameerika D Mudiyanselage 佛罗里达大学 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站中搜索该作者

Romina Gazis 佛罗里达大学 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站中搜索该作者

Samuel J Martins 佛罗里达大学 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站中搜索该作者 Samuel J Martins 的 ORCID 记录

通讯作者： sj.martins{at}ufl.edu

## 摘要

### 背景：

细菌性褐斑病是栽培双孢蘑菇（*Agaricus bisporus*）的一种主要病害，传统上被归因于单个假单胞菌病原体。然而，在受褐斑病影响的蘑菇中反复检测到多种不同的细菌类群，这表明该病害可能涉及微生物群落组织结构更广泛的变化。我们在美国两家商业蘑菇农场，采用互补的16S rRNA基因扩增子测序和鸟枪法宏基因组学，对有症状和无症状蘑菇相关的细菌群落进行了表征，并考察了覆土层在早期、出菇和采收阶段的细菌演替。

### 结果：

无论疾病状态如何，蘑菇相关群落均以假单胞菌属（*Pseudomonas*）为优势类群，这表明细菌性褐斑病并非仅仅与优势属丰度增加有关。相反，有症状蘑菇表现出显著的群落重构、特定类群的富集以及微生物网络复杂性的大幅降低。物种水平的宏基因组分析揭示了假单胞菌属内部发生广泛重组，不同褐斑病相关谱系呈现相反的变化，同时伴随非假单胞菌类群的变化，包括枝顶孢菌属（*Mycetocola*）和依文氏菌属（*Ewingella*）。尽管存在这些分类学变化，优势假单胞菌种群仍保留了总体上较为保守的功能谱；与疾病相关的富集通路包括中心代谢、O抗原生物合成和肽聚糖成熟等相关通路。覆土层群落经历了显著的定向演替，从早期由微球菌属（*Exiguobacterium*）和明串珠菌属（*Leuconostoc*）占优势，转变为后期黄杆菌属（*Flavobacterium*）、短波单胞菌属（*Pedobacter*）和假单胞菌属的富集。在整个覆土层发育过程中均检测到多个与褐斑病相关的假单胞菌谱系；在发病率较高的农场，假单胞菌属丰度从覆土早期约2%增加至采收期的51%。演替过程中α多样性未发生显著变化，表明群落发育主要反映了类群的替代与重新分布。

### 结论：

我们的研究结果支持一种以微生物组为中心的细菌性褐斑病框架：该病害与宿主和生育阶段依赖的微生物演替、物种水平的群落重构以及微生物连通性变化相关。这一框架超越了单一病原体范式，强调细菌性褐斑病是一种群落水平的疾病过程，其形成受到蘑菇宿主与周围微生物组之间动态互作的影响。

## 利益冲突声明

## 资助者信息声明

美国农业部专项作物研究计划（USDA SCRI），PENW-2023-05649 研究能力基金（Hatch）项目

## 版权

本预印本的。

本预印本依据 CC-BY 4.0 国际许可协议 公开发布。

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发布于2026年9月11日。

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Sameerika D Mudiyanselage， Romina Gazis， Samuel J Martins

bioRxiv 2026.09.10.750680； doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.10.750680

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# 覆土层中的微生物演替塑造了栽培双孢蘑菇细菌性褐斑病相关群落：从覆土层到病害

Sameerika D Mudiyanselage， Romina Gazis， Samuel J Martins

bioRxiv 2026.09.10.750680； doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.10.750680

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.10.750680v1?rss=1

🏷️ 栽培白蘑菇 细菌性斑点病 微生物群落演替 宏基因组测序 假单胞菌属 微生物组重组