PNAS | 苏黎世联邦理工学院研究揭示土壤微生物变化对植物器官微生物群落的影响！

所有植物都被不同的原核和真核微生物定殖。虽然根部微生物群落会影响植物发育，但叶片和花朵微生物也可以提供服务，例如抵御病原体或干扰植物-昆虫相互作用。这些功能作用说明了这些微生物对其宿主的发育和进化的重要性。虽然已经广泛探索了定殖于叶片和花朵的细菌和真菌的多样性，但这些微生物的环境来源及其相对贡献仍然存在争议。深入了解叶际细菌的起源将有助于了解植物及其微生物群落的生命周期、生态和适应性。

2021年10月9日，国际权威学术期刊PNAS发表了瑞士苏黎世联邦理工学院Julia Vorholt（Nature Microbiology | 背靠背！苏黎世联邦理工学院研究揭示植物微生物群落稳态机制！Nature Plants | 不同威胁，相同反应！苏黎世联邦理工学院揭示植物免疫的普遍非自身反应！）团队的最新相关研究成果，题为Capacity of soil bacteria to reach the phyllosphere and convergence of floral communities despite soil microbiota variation的研究论文。

叶片和花朵被影响植物健康和进化的多种细菌定殖。尽管这些微生物群落的结构正在逐渐得到很好的表征，但它们的环境起源和植物选择的各个方面仍然不确定，例如叶际群落中土传细菌的相对比例。本研究为了解决这个问题并为花朵过滤细菌提供实验支持，科研人员在室外和无菌条件下进行了普通花园实验。在模拟土壤中种植拟南芥，并添加了两个来自天然土壤的微生物群落。科研人员估计，从在开放环境中生长的植物收集的叶际细菌中，至少有25%在受控条件下也被检测到，其中细菌只能从土壤中到达叶片和花朵。根据扩增子测序，这些分类群落占40%以上。分级聚类结果表明所有花卉微生物群落的趋同性，导致这种模式的 28 种细菌中有24种属于伯克霍尔德菌科，其中包括已知的植物病原体和促进植物生长的成员。该研究将促进未来关于土壤微生物到达叶片和花朵的途径、伯克霍尔德菌科在植物物种和环境中普遍存在的环境过滤以及这些细菌在生殖中积累的潜在功能影响的研究。

图 1. 实验设计

图 2. 土壤群落对叶际的影响

图 3. 细菌多样性

图 4. 叶际群落的趋同

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