Microbiome | 生态环境中心张丽梅团队揭示植物发育阶段推动了玉米微生物组的生态作用分化！

植物与大量不同的原核生物和真核生物（即植物微生物组）生活在一起，它们与宿主共同进化，对植物生长的一系列方面产生深刻的影响（Microbiome | 奥地利格拉茨工业大学揭示沼泽生境中植物与微生物的密切互作和共同进化！）。例如，一些有益的细菌和真菌，如固氮菌、拮抗细菌和菌根真菌，在根际和植物区室中可以通过促进营养物质的获取、保护植物免受病原体的攻击和增加对环境胁迫的耐受性来深刻影响植物的生长和健康（Nature Reviews Microbiology | 植物-微生物互作：从群落组装到植物健康）。最近的研究表明，植物微生物组的组成和宿主的健康在很大程度上受到宿主、微生物和环境之间复杂而动态的相互作用的影响（ISME | 加州大学伯克利分校研究揭示控制根际微生物组遗传性的植物位点！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！Current Opinion in Plant Biology | 德国马普所综述微生物组-根-茎-环境与植物胁迫的关联！），但对支配植物-微生物-环境相互作用的生态过程仍然了解甚少。更好地了解植物微生物组的组装、功能和共生网络的机制和时间动态，对开发基于微生物组的可持续作物生产系统的解决方案具有重要意义。

2021年8月13日，国际权威学术期刊Microbiome发表了中科院生态环境研究中心张丽梅团队的最新相关研究成果，题为Plant developmental stage drives the differentiation in ecological role of the maize microbiome的研究论文。

在这篇文章中，科研人员研究了在两个不同地点的玉米三个发育阶段的土壤、叶和根的附生和内生生态位以及假植株的塑料叶的细菌和真菌群落（代表环境来源的微生物），并基于宏基因组学进一步探索了植株微生物群的潜在功能。

科研人员的研究结果表明，与土壤相比，植物的发育阶段对植物区室中的微生物多样性、组成和界间网络有更大的影响，其中对植物叶面的影响最为强烈。叶面的微生物群由植物生长和季节性环境因素共同形成，空气（由假植株代表）是其重要来源。此外，科研人员发现植物区室中的细菌群落在早期阶段更多的是由决定性过程驱动，但在后期阶段，真菌群落也有类似的模式。此外，在早期阶段，细菌类群在微生物界间网络和作物产量预测中发挥了更重要的作用，而真菌类群在晚期阶段也是如此。宏基因组分析进一步表明，植株微生物组在早期阶段拥有比晚期阶段更高的功能多样性，与养分供应相关的功能基因在早期阶段富集，而在晚期阶段富集的是氮同化和碳降解。巧合的是，在早期阶段观察到植物微生物组中更丰富的有益细菌类群，如放线菌科、伯克霍尔德菌科和根瘤菌科，但在晚期阶段观察到更多的腐生真菌。

科研人员的研究结果表明，宿主的发育阶段深刻地影响着植物微生物组的组装和功能，细菌和真菌微生物组在植物发育的不同阶段具有不同的生态作用。这项研究提供了经验性的证据，证明在植物生长和发育过程中，宿主通过决定性的选择对植物微生物组产生强烈的影响。这些发现对未来开发操纵微生物组以持续提高初级生产力的工具有意义。

农作物相关微生物组的多样性和分布模式的时间动态

微生物群组装中的确定性和随机性过程

细菌-真菌界间网络的时间动态

细菌和真菌微生物组的分类组成和生态学重要性

植物叶面微生物组的功能概况

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