马铃薯产业的健康可持续发展不仅关系到我国粮食安全,而且对国家乡村振兴战略顺利实施也相当重要。由致病链霉菌（Streptomyces spp.）引起的马铃薯疮痂病（PCS,potato common scab）是威胁马铃薯产业的最主要土传病害之一。病原菌兼具种传和土传特征,极难被防控。一些致病链霉菌还可以感染萝卜、胡萝卜、甜菜和甘薯等根茎类植物。土传植物病害的发展受到土壤微生物组的密切影响,且微生物组被认为是下一次绿色革命的关键。据报道,调节土壤微生物群落能够控制疮痂病发展。然而,目前在土壤微生物组对马铃薯疮痂病发生的作用机制方面仍然缺乏了解。本研究设置了两次田间实验,第一次于山东胶州的一块连作马铃薯田开展,第二次于山东胶州和滕州的四块土壤条件显著差异的连作马铃薯田开展。研究采集了不同发病程度的土壤样品（H:高疮痂严重程度;L:低疮痂严重程度）,使用微生物组学的方法系统探究了土壤微生物组与马铃薯疮痂病发病程度之间的关系,并结合培养实验验证了特定微生物类群对疮痂病病原菌的作用效果。主要研究结果如下:（1）薯表土细菌群落特征在不同发病程度样品间存在显著差异。针对第一次田间实验,研究比较了不同发病程度（H vs.L）马铃薯植株的薯表土（GS,geocaulosphere soil;块茎表面2 mm内土壤）、根际土（RS,rhizosphere soil;根表面2 mm内土壤）、根区土（ZS,root-zone soil;植株生长区域5-15 cm深度土壤）和垄沟土（FS,furrow soil;植株旁垄沟5-15 cm深度土壤）的细菌群落特征,结果显示,薯表土的致病链霉菌丰度、毒素合成基因txt AB拷贝数、细菌群落丰度、细菌多样性和群落组成存在显著差异,而在其他三类土壤样品中未检测到显著水平差异。较低发病程度的薯表土的病原菌毒素合成基因txt AB拷贝数（表征病原菌绝对丰度）较低、细菌16S r RNA基因拷贝数（表征细菌绝对丰度）较低、细菌α多样性指数（OTU数、Chao1和Shannon）较高、细菌群落的共存网络较复杂、微生物功能相似度较高。（2）薯表土中特定微生物群落组成和功能与疮痂病发病程度相关。使用宏基因组测序技术对薯表土微生物群落进行了更深层次解析。相关性分析显示,Stenotrophomonas、Agrobacterium、Sphingobium和Streptomyces四个属的绝对丰度与疮痂病发病等级、病原菌丰度、毒素基因拷贝数三个指标均存在强显著相关性（Spearman,ρ＞0.8,P＜0.05）;而Geobacillus、Curtobacterium和unclassified Geodermatophilaceae三个属的绝对丰度与上述三个指标均存在显著负相关（Spearman,ρ＜-0.6,P＜0.05）。KEGG功能富集分析显示,富集在高发病程度薯表土中的代谢途径主要包括“氮代谢”、“药物代谢-细胞色素P450”、“细胞色素P450单加氧酶外源物质代谢”、“类固醇生物合成”、“ABC转运器”、“细菌分泌系统”;相反,富集在低发病程度薯表土中的代谢途径主要包括“碳水化合物代谢”、“能量代谢”,以及一些糖类和抗生素的生物合成途径,如阿卡波糖、链霉素、有效霉素、新霉素、卡那霉素和庆大霉素。（3）薯表土细菌群落与疮痂病发病程度的关系在差异的土壤条件下存在普适规律。主坐标分析和置换多元方差分析显示,第二次田间实验的土体土壤（BS,bulk soil;植株生长区域5-15 cm深度土壤）理化性质、细菌群落、真核微生物群落和古菌群落在不同样地间均存在显著差异。土体土壤理化和菌群的差异显著影响了薯表土的细菌群落（R~2=0.25,P=0.001）、真核微生物群落（R~2=0.27,P=0.001）和古菌群落（R~2=0.62,P=0.001）。但是薯表土的细菌群落在差异的土体土壤条件下依然能够响应疮痂病的发病程度（R~2=0.20,P=0.001）。而与细菌群落不同,真核微生物群落（R~2=0.08,P=0.002）和古菌群落（R~2=0.04,P=0.087）在不同发病程度薯表土之间几乎没有差异。随机森林模型显示,即使在差异的土壤条件下,薯表土细菌群落依然能够准确（100%）预测疮痂病发病程度。（4）土壤细菌群落对疮痂病发病等级解释率最高。相关性分析和方差分解分析共同显示,薯表土的细菌群落对发病等级的解释率最高（68.8%）,其次是病原菌丰度（56.3%）,且二者远高于真核微生物群落（19.1%）和古菌群落（12.2%）的解释率。结构方程模型中介效应分析显示,病原菌丰度对发病等级的直接（病原菌-发病等级）和间接效应（病原菌-细菌群落-发病等级）均显著,而间接效应（0.42）强于直接效应（0.32）。土体土的细菌群落（45.5%）和理化性质（42.3%）对薯表土细菌群落有较高的解释率,然而土体土的病原菌丰度对薯表土的微生物群落、病原菌丰度及疮痂病发病等级的解释率几乎为0。（5）疮痂病的发生会在薯表土中富集特定的对病原菌的生长和毒性效果有抑制作用的微生物。相关性分析显示,在每一样地中均存在一定数量的与病原菌显著相关的微生物（P＜0.05）,样地JD、JF、TX和TZ分别有56、160、83和238个与病原菌显著相关的OTUs。进一步统计分析发现,有34个菌属,在三块及以上样地中,始终具有OTUs与病原菌呈显著相关性。菌株培养实验从马铃薯表皮及表面土壤中筛选到了其中12个菌属。通过拮抗实验和萝卜幼苗生长实验发现,较高比例（20/60）的菌株能够明显抑制病原菌生长和缓解病原菌对萝卜幼苗生长的抑制效果,这些菌株主要属于Chryseobacterium、Stenotrophomonas、Sphingobacterium、Sphingobium和Bacillus等菌属。本研究明确了土壤微生物组与马铃薯疮痂病发病程度的关系;揭示了疮痂病发生伴随着薯表土壤微生物群落组成和功能的改变;强调了细菌群落组成比病原菌丰度对疮痂病发病等级的解释率更高;证明了特定的对病原菌有抑制作用的微生物在发病后显著富集在薯表。研究初步解析了马铃薯疮痂病发生的土壤微生态机制。