Nature Communications | 兰州大学凌宁团队揭示根际细菌组结构和功能！

根际是丰富多样的微生物的家园，其中许多微生物通过抑制病原入侵和帮助从土壤中获取养分使植物受益。了解根际微生物组的分类和功能成分以及它们与非根际土壤微生物组的区别对于操纵它们以实现可持续的生态系统功能至关重要。测序方面的最新进展使得在阐明各种植物的根际微生物组方面取得了重大进展。根际细菌群落的多样性和组成是植物和土壤特性的一个功能。尽管植物物种甚至物种基因型倾向于组装相对不同的根际细菌群落，但即使在不同地理区域的不同环境中，这些群落也可能在很大程度上相似。植物对非根际土壤中的根际细菌组装发挥选择性作用，以获得植物适应性所需的特定功能性状。因此，根际微生物组极大地扩展了植物的功能。尽管植物、病害控制机制和土壤生境有特定的营养需求，但根际环境（具有过量的可用碳）为微生物的生命提供了大致相似的条件。所有植物都是矿产资源有限的生物，经常受到病原体的影响。为了克服这些限制，植物形成独立于宿主系统发育的根系群落。因此，所有植物都可以发挥针对养分获取或病原体抑制的一般选择性作用，而不管它们的地理起源或最近的位置。根际和非根际土壤中关于细菌群落的分类和功能特征的这些一般模式在很大程度上仍未被探索。然而，这些信息对于理解和管理生态系统中的微生物功能以支持未来植物在快速变化的环境中的生长至关重要。

2022年2月11日，国际权威学术期刊Nature Communications发表了兰州大学凌宁教授团队和德国哥廷根大学Yakov Kuzyakov教授团队最新研究成果，题为Rhizosphere bacteriome structure and functions的研究论文。

根际微生物的组成和功能是一个重要的微生物领域研究热点，也是微生物生态学中最引人入胜但又难以捉摸的话题之一。本研究使用来自世界各地不同生态系统的非根际土壤和根际的557对已发表的16S rDNA 扩增子序列来概括细菌在群落多样性、组成和功能方面的特征。根际从非根际土壤中选择微生物作为种子库，减少微生物多样性。根际富含拟杆菌门、变形菌门和其他富营养型生物。根际中高度模块化但不稳定的细菌网络反映了微生物对动态条件的相互作用和适应。根际的休眠策略以毒素-抗毒素系统为主，而孢子形成在非根际土壤中很常见。功能预测表明，参与有机化合物转化、固氮和反硝化的基因在根际中高度富集（11-182%），而参与硝化作用的基因则显著减少。

图 ：根际和非根际土壤之间细菌类群相对丰度的差异

图 ：根际和非根际土壤中细菌扩增子序列变体 (ASV) 的共现网络

图 ：细菌群落的富集（红色）和减少（蓝色）以及根际相对于非根际土壤的功能

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