Microbiome | 韦革宏团队揭示简化的合成微生物群落激活植物系统抗性协同保护植物！

植物健康和生长受到病原体入侵的负面影响；然而，植物可以动态调节它们的根际微生物群落并适应这种生物胁迫（Nature | 年度重磅合集：植物微生物组！Nature Reviews Microbiology | 植物-微生物互作：从群落组装到植物健康）。虽然植物招募的保护性微生物可以组装成合成群落，用于控制植物病害，但根际微生物群落通常包含一些低丰度的分类群落。合成群落中低丰度微生物的作用仍不清楚；目前还不清楚是否所有植物丰富的微生物都可以增强宿主对环境的适应。本研究根据根部相关细菌群落组成的差异分析，组装了一个具有抗病功能的合成群落。进一步简化了合成群落，并通过简单的合成群落研究了低丰度细菌在控制黄芪根腐病中的作用。

2021年11月4日，国际权威学术期刊Microbiome发表了西北农林科技大学韦革宏教授团队的最新相关研究成果，题为A simplified synthetic community rescues Astragalus mongholicus from root rot disease by activating plant-induced systemic resistance的研究论文。

尖孢镰刀菌感染降低了细菌香农多样性，并显著影响了黄芪根际和根部的细菌群落组成。在病原真菌的挑战下，黄芪将一些有益细菌如窄食单胞菌、无色杆菌、假单胞菌和黄杆菌招募到根际和根部。本研究构建了一个抗病细菌群落，其中含有10个高丰度和3个低丰度的细菌在病根中富集。经过植物和病原体的联合选择，复杂的合成群落被进一步简化为由三种高丰度细菌（窄食单胞菌属、根瘤菌属、苍白杆菌属）和一种低丰度细菌（Advenella sp.)。值得注意的是，一个包含这四种菌株的简单群落和一个13种菌株的群落对控制根腐病的效果相似。此外，简单群落通过高丰度细菌抑制真菌病原体生长和低丰度细菌激活植物诱导的系统性抗性的协同作用来保护植物。本研究结果表明，低丰度的细菌在合成群落中起着重要作用，只有少数富集在病根中的细菌类群与抗病性有关。因此，本研究中发现的合成群落的构建和简化可能是植物为适应环境胁迫而采用的一种策略。

图1. 病根微生物群落组成及潜在真菌病原体的致病能力

图2. 尖孢镰刀菌对根际和根系细菌群落结构的影响

图3. 健康和患病植物之间不同区域中的植物相关细菌群落组成

图4. 病原真菌对健康和患病植物中细菌组成的影响

图5. 病原体感染后细菌群落的分类和功能特征

图6. 合成细菌群落组装及合成群落对黄芪根腐病的调控作用

图7. 合成细菌群落 I 的简化和病害控制效果

图8. SCIII和单一细菌接种对植物生长、根腐病发生率和死亡率的影响

图9. 不同合成群落对黄芪ISR的影响

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