Microbiome：田间玉米苯并噁嗪塑造微生物群的特异性与保守性模式 | 微生物专题
The following article is from 植物与根际微生物生态 Author 一起学根际微生态
题目：Specific and conserved patterns of microbiota-structuring by maize benzoxazinoids in the field
田间玉米苯并噁嗪塑造微生物群的特异性与保守性模式
期刊：Microbiome
三年均IF：10.402
上线时间：2021.5
通讯作者：Klaus Schlaeppi
摘要
背景：植物通过根系分泌物影响根与根际微生物群落，而对于特异的根系分泌物影响根系微生物群落构建的理解不够，特别是田间条件下。玉米分泌苯并噁嗪（BXs，一类吲哚衍生的防御成分）影响微生物群落构建。本文研究BXs对欧洲和美国不同地区自然条件下生长的成熟期玉米植物的根和根际微生物的影响。检验三种不同的土壤与两种不同的遗传背景（产BXs与BXs缺陷型）的微生物群落。
结果：结果表明，BX分泌物影响根际和根微生物群落的组成，对根系真菌的影响最为明显。BX的分泌与遗传背景一样都对微生物群产生很大影响，表明分泌BX是玉米构建其相关微生物群的关键性状。三次田间试验中，产BX的基因型并没有持续富集微生物谱系。然而，在不同环境中根分泌BX持续减少Flavobacteriaceae黄杆菌 与 Comamonadaceae从毛单胞菌，并且在根部富集潜在的病原菌。
结论：研究揭示了不同条件下根分泌BXs对根与根际微生物群落有选择性影响。研究将BX途径确定为管理植物-微生物相互作用的一个有趣的育种目标。
注：
苯并噁嗪类(BXs)是禾本科（玉米、小麦和黑麦）吲哚衍生的特殊化合物。玉米向根际分泌大量BXs，从而影响根和根际微生物群的组装。BXs主要以其对食草动物、病原体和竞争植物物种的化学防御功能而闻名。生态上可作为防御信号分子和植物铁吸收载体。
Bx的产生降解途径
三种土壤，一种土壤实验在先前发表的文章中，两种遗传背景下的野生型与产BX突变株进行大田实验。
（Hu L, Robert CAM, Cadot S, Zhang X, Ye M, Li B, et al. Root exudate
metabolites drive plant-soil feedbacks on growth and defense by shaping
the rhizosphere microbiota. Nat Commun. 2018;9(1):2738. https://doi.org/1
0.1038/s41467-018-05122-7.）
图S1：田间实验设计
图1：不同地点以及不同区室微生物群落结构
图2：用基因型与地点对不同区室微生物群落进行约束性分析
图3：A利用不同基因型与遗传背景进行约束性分析。B不同遗传背景与不同基因型差异otu数量
图4：A基因型约束下的群落结构。B不同基因型下的差异otu数
图5：三个地点BX富集以及耗尽的otu数量
图6:对BX敏感的根系微生物分类模式。BX富集与耗尽的相关微生物类群及其相关性
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