ISME | 加州大学伯克利分校揭示植物邻域扩散效应塑造叶际微生物组多样性!
植物叶片表面（叶际），含有多种微生物。这些内生和附生群落可以通过多种方式影响植物的健康和适应性，包括抵御病原体、促进植物生长、提高初级生产力、防止包括霜冻在内的非生物胁迫，以及固定大气氮 (N)。植物宿主可以通过其表面提供的资源的不同化学和物理特征以及通过免疫活性、分子信号传导和屏障形成对其微生物组成员的丰度和组成进行控制。这种过滤效应会导致宿主之间微生物组组成的可预测差异，这种现象被称为物种同一性（或基因型）效应。虽然这种效应表明宿主控制微生物群落的重要性，但在更广泛的环境或生态环境中进行测试时，这种效应通常很弱或可变。这就提出了一个问题，即在塑造微生物组的过程中，环境因素是否以及如何淹没宿主效应。
2022年1月12日，国际权威学术期刊ISME发表了美国加州大学伯克利分校Britt Koskella（Nature Reviews Microbiology | 加州大学伯克利分校综述微生物群落组装中的优先效应！New Phytologist | 加州大学伯克利分校揭示水分胁迫和菌根破坏引起叶际微生物组的平行变化！）团队的最新相关研究成果，题为Plant neighborhood shapes diversity and reduces interspecific variation of the phyllosphere microbiome的研究论文。
虽然越来越多的证据表明宿主过滤其微生物群落的作用，但对群落组成是如何被散布形成的，包括从邻近的植物中散布的，所知甚少。本研究通过实验操纵当地的植物邻域，在3个月的田间试验中，番茄、辣椒或豆类植物都在其中生长。焦点植物以完全因子组合的方式生长在同种或异种邻居（或没有邻居）的存在的条件下生长。每隔30天，收获重点植物，并用新的年龄和物种匹配的群组代替，同时允许邻居植物继续生长。细菌群落分析显示，宿主过滤效应的强度（即种间差异）随着时间的推移而减少。相反，邻近效应的强度随着时间的推移而增加，这表明随着邻近植物生物量的增加，来自邻近植物的散布变得更加重要。科研人员接下来在温室里实施了一项交叉接种研究，使用从田间植物产生的接种物，直接测试宿主对微生物组的过滤，同时控制传播的方向性和来源。该实验进一步证明，重点宿主物种、微生物组来自的宿主，以及在一种情况下，供体宿主的邻居，有助于叶际细菌组成的变化。总的来说，该结果表明，局部扩散是叶际微生物组组装的一个关键因素，而人口统计学因素，如附近邻居的身份和生物量或年龄是叶际微生物组多样性的重要决定因素。
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