ISME | 密歇根州立大学综合空间、时间和植物基因型揭示普通菜豆根际的持久性微生物组！

农业需要更有效地利用现有资源，而自然存在的、居住在土壤中的微生物群落为促进负责任的农业集约化提供了潜力（Nature Plants | 美国普渡大学综述在不同农业生态系统中进行精准微生物组管理的新兴策略！Nature Food | 苏黎世大学研究揭示增加土壤微生物多样性是提高作物产量的关键！eLife | 苏黎世大学研究揭示土壤微生物群落的多样性和异步性稳定了植物生态系统的功能！Nature Reviews Microbiology | 专家点评：作物微生物组与可持续农业）。根据植物与微生物群落的有益联系来选择和培育植物，有望产生新一代的微生物改良植物。这种努力的理想结果是实现可持续农业与粮食安全之间的平衡。为了实现这一目标，我们必须了解植物及其相关微生物组之间的关系，包括区分与植物直接接触的关键或“核心”成员与瞬时关联的成员。管理微生物群落以支持植物健康的全部潜力尚未实现，部分原因是仍然难以确定哪些成员对植物最重要。但是，在不同的田间条件和整个植物发育过程中，与植物物种始终保持关联的微生物可能会与宿主或宿主环境发生接触。

2021年3月26日，国际权威期刊ISME发表了密歇根州立大学Ashley Shade团队的相关研究论文，题为Persistent microbiome members in the common bean rhizosphere: an integrated analysis of space, time, and plant genotype的相关论文。

在这篇文章中，科研人员应用了来自宏观生态学的丰度-占位概念，以量化普通菜豆（Phaseolus vulgaris）根际中细菌/古细菌和真菌群落的核心成员。科研人员的研究调查了对植物农业重要的多个维度上持续存在的微生物组成员，包括美国主要的种植地区（密歇根州，内布拉斯加州，科罗拉多州和华盛顿州）、植物发育、年度种植和不同的基因型，还包括对哥伦比亚种植豆类的公开数据进行重新分析。科研人员发现48个核心细菌类群在所有样本中（包括所有数据集和维度）一致被检测到。这表明这些类群对植物环境的可靠富集，以及它们与植物关联的时间独立性。更一般而言，这项工作中所包含的重要生态意义维度的广度（空间、时间、宿主基因型和管理）提供了一个如何系统地识别最稳定关联的微生物组成员的例子，并且可以应用于其他宿主或系统。

图1：在美国各种植地的普通菜豆根际中一直检测到大量的微生物

图2：核心根际微生物组

图3：在植株发育过程中，不同根室和生长位置的普通菜豆根系中核心类群的相对丰度

图4：植物发育过程中核心微生物类群的区室富集情况的表格汇总和热图表示，以及它们与Sloan模型所确定的丰度和占有率的中性预期一致性

图5：网络共现分析表明，根际微生物核心成员主要分为外围类群，它们之间的联系较弱，一般按生长位置进行聚类

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