Nature Plants | 不列颠哥伦比亚大学揭示植物如何招募有益微生物保护自己免受病原菌的攻击!

真核生物与影响宿主健康和适应性的共生微生物群落（微生物组）有关。在植物中，与根相关的（根际）微生物组影响植物的生长、营养物质的获取和对生物和非生物压力的抗性 （Nature Reviews Microbiology | 植物-微生物互作：从群落组装到植物健康；Nature Microbiology | 根际微生物组保护植物免受病原菌侵染！ISME | 最新研究揭示根际保护性微生物的富集有利于抑制番茄枯萎病！Cell Host & Microbe | 重磅！Schulze-Lefert团队揭示根系分泌香豆素与微生物互作改善植物铁营养！Nature Plants | 西南大学研究揭示植物黄酮富集根际微生物以促进缺氮条件下的玉米生长 ！）。虽然失调的微生物组与植物和动物的疾病有关，但在植物中，特定微生物分类群的富集与促进生长和病原保护有关。例如，病害的爆发可以诱导有益微生物在根际中的聚集，以增强对未来病害的抵抗力。同样，在实验室或田间人工富集有益的分类群可以促进生长并保护植物免受生物和非生物的胁迫。这些观察表明，植物可能能够调节少数有益类群的丰度，以最大限度地提高生存能力。然而，植物用来控制有益微生物丰度的遗传调节因子和机制基本上是未知的。了解有益微生物是如何被招募的，有可能被用于农业，以可持续地保护植物免受病原体侵害。

2021年5月10日，国际权威植物学期刊Nature Plants发表了加拿大不列颠哥伦比亚大学Cara H. Haney和杜克大学（密歇根州立大学）何胜阳（Nature Protocols | 密歇根州立大学何胜阳/Tiedje团队建立拟南芥微生物组研究的标准化生长体系！PLOS PATHOGENS | 密歇根州立大学何胜阳团队系统解读植物界的微生物群落稳态！）团队合作的最新相关研究成果，题为FERONIA restricts Pseudomonas in the rhizosphere microbiome via regulation ofreactive oxygen species的研究论文。

保持微生物组的结构对植物和动物的健康都至关重要。通过重新筛选影响根部免疫和激素串联的拟南芥突变体集合，科研人员发现了一个FERONIA（FER）受体激酶突变体（fer-8），影响植物发育的许多方面，包括生育和生长。其根际微生物组富含荧光假单胞菌，没有门级的失调。利用微生物组的移植实验，科研人员发现fer-8的微生物组是有益的。FER对根际假单胞菌的影响在很大程度上独立于其免疫支架功能、在发育和茉莉酸自身免疫中的作用。科研人员发现fer-8突变体在根部的活性氧（ROS）基础水平降低，缺乏NADPH氧化酶的突变体显示根际假单胞菌升高。加入RALF23肽，一种FER配体，足以使荧光假单胞菌富集。这项工作表明，FER介导的ROS产生调节了根际微生物群中有益假单胞菌的水平。

图1：HSM13/FER抑制根际假单胞菌的生长

图2：假单胞菌科在fer-8的根际微生物组中含量丰富

图3：fer-8微生物组是有益的

图4：假单胞菌在fer-8中的富集在很大程度上是独立于茉莉酸信号传导的

图5：FER调节根部ROS以控制假单胞菌

图6：RALF富集了根际中的假单胞菌水平

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