植物生长在相互影响并与植物相互作用的复杂物种网络中。这些相互作用受各种化学信号的支配，因此，根际的化学景观会强烈影响根的健康和发育（Nature Reviews Microbiology | 植物微生物互作：从群落组装到植物健康）。2020年9月30日，权威期刊Nature发表了美国北卡罗来纳大学教堂山分校Jeffery L. Dangl院士课题组（近5年50篇高水平文章！Jeff Dangl院士团队在植物微生物互作领域取得重大进展！）的最新研究成果，题为A single bacterial genus maintains root growth in a complex microbiome。
在这篇文章中，为了解微生物之间的相互作用如何影响拟南芥的根部生长，科研人员建立了一个植物、微生物和环境之间相互作用的模型系统。他们用185个细菌合成群落接种了幼苗，操纵了非生物环境，并测量了植物的细菌定殖。这使科研人员能够将合成群落划分为共生菌株的四个模块。他们在这些模块的基础上解构了合成群落，并确定了决定根表型的微生物之间的相互作用。这些相互作用主要涉及一个单一的细菌属（Variovorax），它完全逆转了由多种细菌菌株以及整个185个成员群落引起的对根系生长的严重抑制。科研人员证明了Variovorax可以操纵植物激素水平来平衡我们生态上可行的人工合成群落对根部生长的影响。他们确定了生长素降解操纵子，在所有可用的Variovorax基因组中都保守，并且对于根抑制生长的逆转是必要和充分的。因此，代谢信号干扰会影响细菌-植物的通讯网络，并且对于维持根部的定型发育程序至关重要。优化塑造根际化学相互作用网络的反馈，为开发更具抗逆性和高产作物提供了一种有前途的生态策略（Science | 利用根际微生物提高作物抗旱性和产量；Trends in Biotechnology | 微生物组工程：可持续农业中的植物微生物合成生物学）。图1：拟南芥的根长受群落内细菌与细菌相互作用的支配图3：Variovorax对RGI的抑制与生长素和乙烯信号传导有关图4：根部发育需要Variovorax中的生长素降解操纵子