Ecological Monographs | 魁北克大学研究揭示宿主“邻里关系”驱动叶际微生物组的组成！

森林的叶子充满了细菌-但是尽管世界各地有大量被细菌覆盖的叶子，但这种栖息地仍然充满着神秘色彩。细菌如何在树间传播？某些类型的细菌仅生活在某些类型的树木上吗？（ISME | 希伯来大学最新研究揭示植物叶际“外来”和“常驻”微生物的相互作用机制！）宿主-微生物之间的联系在植物中很普遍，它们对宿主健康和适应性的影响引起了人们越来越多的兴趣，以了解宿主物种内部和之间的微生物分布驱动因素（Nature Reviews Microbiology | 植物-微生物互作：从群落组装到植物健康；Nature | 年度重磅合集：植物微生物组！ISME | 夏威夷大学研究揭示环境因素和共生位置决定植物微生物群落组成！）。许多针对植物个体及其共生体之间的局部成对相互作用的研究表明，植物宿主在塑造微生物群落装配中对微生物进行过滤具有重要作用。尽管如此，植物-微生物相互作用通常在宿主物种的不同矩阵中同时发生，微生物群落有机会建立在一种以上的植物宿主中。但是，人们对宿主群落结构在塑造群落组成和相关微生物群落在地方和区域规模上的专性作用了解甚少。

近日，美国生态学会的王牌期刊Ecological Monographs发表的加拿大魁北克大学蒙特利尔分校的研究论文，题为Host neighborhood shapes bacterial community assembly and specialization on tree species across a latitudinal gradient，该研究由研究结果表明糖枫的叶际微生物组在整个物种范围内变化，并根据周围“邻里”树木的类型而变化。

叶际细菌多样性是通过宿主和微生物之间的相互作用形成的。大多数研究都集中在宿主类群与其共生体之间的成对联系，然而，关于宿主极其微生物群落整体在影响这些相互作用方面的影响了解甚少。将叶际细菌群落设想为一个通过散布联系起来的群落的空间结构化网络，可以帮助我们更好地了解物种分类在宿主种群和物种之间的相对重要性，以及从邻近宿主群落的散布对于森林生态系统中细菌群落组装的相对重要性。本文研究了从落叶林到北方森林的大规模过渡中分布的33种宿主物种中，叶际细菌的群落结构的驱动因素。研究人员推测植物宿主的种类和特征在确定叶际细菌组成中起重要作用。进一步推测，细菌从邻近宿主物种中的扩散将调节局部宿主物种与其微生物群之间的匹配，并在局部和区域范围内塑造专性叶际细菌群落。本研究将专性定义为细菌共生体所关联的宿主之间的系统发育相似性水平。结果发现宿主生物分类和特征是细菌群落更新和整个宿主专性变异的重要驱动力。因此，在从落叶林到北方森林的过渡过程中，诸如糖枫之类的寄主的微生物群落越来越类似于邻近宿主的微生物群落。糖枫细菌群落的专性还与该宿主的相对丰富度呈正相关，揭示了宿主环境在塑造叶际细菌与其树木宿主之间的进化关系中的作用。这些结果总体上表明，来自优势树群落成员的叶际细菌的散布可能限制了树种与其共生体之间的匹配，特别是在它们的范围极限处。本研究还证明，将宿主相关的微生物群落视为宿主环境中的一部分，是提高我们对宿主-共生体组装的了解的有前途的工具。

图1. 共生宿主专性的背景依赖性预测

图2. 细菌群落组成的变化分区作为宿主身份，宿主特征，宿主群落组成和年平均温度的函数

图3. 33种树种的叶际细菌群落组成的主成分分析（PCoA）

图4. 细菌叶际群落的专性（DSI *）变化

图5. ASV在其宿主之间的专性（DSI *）随个体宿主特征而变化

图6. 各个取样点及其宿主的ASV专性（DSI*）差异

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