Microbiome | 庆尚大学研究揭示谷氨酸重塑植物微生物组以保护植物免受病原体侵害！

植物微生物组包括存在于地上和地下以及植物组织内部或外部的相关微生物。植物微生物组在植物发育和健康中起着至关重要的作用，保持健康的微生物组可以促进农业系统中的生长和作物产量是合理的（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）。植物及其微生物组的这种生态和功能整合包含在全生物、宿主的集合以及生活在其中或周围的其他物种中，它们共同形成了一个离散的生态单元。此外，复杂的微生物种群与所有植物组织都存在关联，这意味着定殖的初始阶段以及随后的微生物-微生物相互用，选择性地影响微生物组的结构并且核心微生物群落对整体微生物组的稳定性和宿主的适应性具有至关重要的作用。

2021年12月20日，国际权威学术期刊Microbiome发表了韩国庆尚大学Youn-Sig Kwak团队的最新相关研究成果，题为Glutamic acid reshapes the plant microbiota to protect plants against pathogens的研究论文。

自然界中的植物与其他物种相互作用，其中包括影响植物健康的共生微生物。微生物共生体与宿主的共存有助于宿主在自然环境中的适应性。反过来，植物微生物群落的组成会对环境和宿主的状态做出反应，从而增加了可以对其进行改造以使植物受益的可能性。然而，用于工程化植物微生物组结构的技术尚不可用。本研究观察到与草莓老化同时发生的核心微生物球孢链霉菌SP6C4 的多样性丧失和种群密度降低。结果表明谷氨酸重塑了植物微生物群落并丰富了草莓花期功能性核心微生物链霉菌的种群。同样，在番茄根际，用谷氨酸处理增加了链霉菌以及芽孢杆菌和伯克霍尔德菌的种群规模。同时，在这两个栖息地，由葡萄孢属和镰刀菌属物种引起的病害显着减少。本研究结果表明，植物中谷氨酸的内在水平与微生物群的组成有关，而微生物群落的组成可以通过外部添加的生物刺激素进行调节。

图1. 草莓花瓣组织的氨基酸含量

图2. 不同氨基酸处理改变草莓花中的微生物多样性

图3. 相对于lanM（grisin）拷贝数，两个不同相关组在家族水平上的ASV丰度

图4. 氨基酸处理过程中微生物群落结构的变化与病害发生的相关性

图5. 用L-谷氨酸 (5 μg/ml) 进行微生物工程控制植物病害

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