Current Biology | 新观点：根际微生物通过关键代谢物塑造群落的时空发展与农业生产力！
近日，权威期刊Current Biology发表了美国加州理工学院Dianne K. Newman教授课题组发表了题为Keystone metabolites of crop rhizosphere microbiomes的论文，本文提出根际微生物群落的结构合功能可能由"关键代谢物"控制，最终影响特定情况下的农业生产力。
微生物在维持农业植物生长方面的作用对人类的繁荣有着巨大的潜在影响。然而，我们对根际微生物群落的基本功能以及它们在未来压力下可能发生的变化还没有完全了解，更不用说如何利用这些过程来维持或提高作物产量了。一个还原主义的方法可能有助于产生和测试假设，最终可以转化为农业实践。那么根际微生物群落是否可能由"关键代谢物"控制？本文认为微生物产生的分子物质，通过抗生素和/或生长促进特性，可能在塑造群落的时空发展中发挥巨大的作用。为了说明这一点，作者用氧化还原活性代谢物的例子，特别是吩嗪，它是由许多细菌在农业土壤中发现的，并具有良好的催化特性（eLife | 吩嗪合成和降解分析揭示了农业土壤和作物微生物组中物种特有的定殖模式）。吩嗪类可以作为针对多种细胞类型的强效抗生素，但它们也可以促进必需的无机营养物质的获取。本文提出了这些代谢物可能会影响微生物群落的方式，并最终影响两个特定情况下的农业生产力：首先，在日益干旱的作物土壤中对有益真菌和致病真菌进行生物控制，其次通过促进磷的生物利用率和可持续的肥料使用。最后，本文对未来的研究提出了具体建议。
意识到常住微生物与人类健康密切相关，是过去20年中席卷微生物学领域的最重要的概念性觉醒之一。今天，成千上万的研究人员致力于研究人类微生物组的各个方面，基础研究在我们有生之年改变疾病治疗的潜力是非常真实的。虽然这一进展令人鼓舞，但我们认为，研究根际微生物组与研究其他微生物组一样重要。虽然植物与微生物的相互作用是一个古老的领域，相对于它们的重要性，根际微生物组的研究还没有得到关注。我们关注这一研究领域的动力来自于微生物在农业中的重要作用，以及在不断变化的气候中粮食安全的不确定未来。从基础科学的角度，特别是微生物学的角度来探讨这一课题，并提出从根本上了解根际群落的功能将是预测和应对未来气候变化的一个重要部分。了解根际微生物组是调控并维持植物的健康以面对未来的威胁（如气候变化、矿产资源合养分储量减少）（图1）是具有挑战性的重要任务（Science: 多种全球变化因子在驱动土壤功能与微生物多样性过程中的作用）。
我们如何理解微生物群落的功能？测序技术的进步彻底改变了我们识别微生物以及它们在土壤和其他生境中表达基因的能力，但是我们对时空驱动因素的了解却很少。众所周知，各种物理，化学和生物学因素维持并构筑了所有微生物群落，但我们缺乏一个框架来确定这些因素在群落发展的不同阶段的重要性。定义这样的层次结构可以认为是该领域的巨大挑战。