eLife | 植物与微生物的相互作用：揭秘天然的抗生素—吩嗪！

通过对土壤样本中遗传信息的分析，可以深入了解细菌，这些细菌通过产生称为吩嗪的化学物质来帮助保护农作物免受病原真菌的侵害（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！Nature Commun. | 重磅!研究揭示内生细菌利用病原菌趋向性进行定殖和抗病！）。在DNA测序技术出现之前，研究人员在试图识别复杂群落（可能包含数千种不同微生物物种的生态系统）中的单个微生物时面临着巨大的困难。有些微生物种类繁多，甚至横跨三个生命领域。

复杂的微生物群落在农业中尤为重要。我们种植的大多数粮食作物都经过精心挑选和改造，以提高产量，但我们对这些作物如何与土壤中的微生物相互作用还尚不清楚。近日权威期刊在eLife发表了美国阿尔伯特爱因斯坦医学院Libusha Kelly课题组的观点文章，题为Plant-Microbe Interactions: Finding phenazine。本文点评了Dianne Newman（加州理工学院）课题组的一项最新研究，该研究利用宏基因组技术阐明了负责制造吩嗪类化合物的细菌，这是一类保护主要粮食作物免受真菌病害的化学物质（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）。

到目前为止，确定产生吩嗪的细菌是一个缓慢的过程，它依赖于独立分析不同植物样本中的单个细菌，或比较混合DNA样本并阐明细菌的相对比例。此外，使用这些方法很难比较不同的样品。新的宏基因组技术可以分析从土壤样品中收集的遗传物质，克服了技术难题。

研究人员首先将在植物根际发现的特定细菌与吩嗪的生产联系起来。他们在农业土壤样本中寻找允许细菌制造吩嗪的基因，并假设任何携带这些基因的细菌确实是真正的吩嗪生产者。研究人员通过在计算生成的数据上进行测试，证实了他们的方法是有效的，之后，他们将其方法应用于小麦根际的宏基因组数据。结果揭示了吩嗪是由两组细菌产生的。其中一组的细菌属于假单胞菌属，第二类细菌--链霉菌的发现令人惊讶，因为之前没有任何关于这类不同细菌成员生产与农作物相关的吩嗪的报道。

不同粮食作物的根茎中定殖着不同的吩嗪生产菌群

研究人员目前可以获得广泛的宏基因组数据，研究人员开发的方法提供了分析这些数据的新方法，并发现更多关于细菌微生物和植物之间的相互作用。对不同样本的细菌数量进行标准化，使科学家能够发现全球微生物的相互作用，并有可能预测生态系统的化学环境。微生物塑造自身化学环境的能力是一个新兴的研究领域，可能与从土壤到人体的许多微生物组相关。

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