近日，我院园艺所赵卫星团队在嫁接和伴生栽培协同调控长期连作西瓜根系内生微生物群落及果实农艺性状研究方面取得重要进展。相关研究论文“Synergistic effects of grafting and companion cropping reshape the root endophytic microbiome network to regulate yield and fruit quality in continuously monocropped watermelon”发表在国际知名学术期刊《Frontiers in microbiology》 (IF=5.8)。该研究运用高通量微生物扩增子测序、微生物共生网络分析技术，筛选获得调控西瓜产量及果实营养品质的核心微生物类群，明确嫁接与伴生协同重塑根系内生微生物网络的关键拓扑指标与菌群互作关联规律。

西瓜（Citrullus lanatus）是全球经济价值极高的园艺作物，我国是全球最大西瓜生产国与消费国。2024年，全国西瓜种植面积达145.2万公顷，总产量6351万吨，分别占全球49.12%、60.94%。为满足市场需求，西瓜规模化连年种植模式被广泛应用。但长期连作会打破土壤微生物平衡，土传病原菌不断富集、有益微生物持续损耗，直接造成西瓜减产、果实品质劣变。根系内生菌是根系关联微生物的核心类群，对植株生长、抗逆性至关重要，是缓解连作造成土壤退化的关键载体。

该研究以连作7年的小果型西瓜为对象，系统探究了嫁接与伴生栽培对其根系内生微生物群落结构及产量品质的协同调控效应，阐明了二者互作的微生态机制。嫁接可显著提高根系内生细菌和真菌的群落丰富度，重塑微生物群落组成与共现网络结构，同时提高西瓜产量、可滴定酸及维生素C含量，但降低了可溶性糖和可溶性蛋白含量。嫁接条件下，伴生栽培虽降低了根系内生微生物的特有OTU数量及群落丰富度，却能有效重构微生物群落结构与种间互作模式，其对产量品质的调控效应具有嫁接依赖性。非嫁接条件下，伴生栽培显著提高西瓜产量、可溶性糖、可溶性蛋白及维生素C含量，证实其通过重构微生物群落实现了对产量品质的调控；嫁接条件下，伴生栽培显著提高了可溶性蛋白和维生素C含量。值得注意的是，无论嫁接与否，所有伴生处理均显著降低了果实的可滴定酸含量，这与根系内生微生物群落的重构密切相关。该研究为缓解西瓜连作障碍提供了理论依据。后续将结合代谢组、宏转录组解析关键功能微生物调控西瓜产量品质的分子通路，并开展多年定位试验优化嫁接+伴生配套田间栽培技术体系。

图1  不同嫁接和伴生栽培处理西瓜根系内生细菌、真菌的共生网络互作关系

我院园艺所康利允副研究员、李晓慧副研究员和高宁宁副研究员为共同第一作者，赵卫星研究员为通讯作者。本研究得到了国家西甜瓜产业技术体系（CARS-25）、河南省科技攻关项目（252102110286、252102110309）和河南省农科院自主创新专项（2026ZC44）等项目资助。