Journal of Advanced Research | 植物叶际微生物群落：它们有可能对抗人类病原体吗？

在过去几年中，越来越多的证据表明植物与影响人类健康的微生物群落之间存在联系。通过食物摄入植物相关微生物被认为是人类微生物组暴露于天然微生物组的主要来源。此外，先前已证明与植物的直接接触会影响人体皮肤微生物群落。最近的研究揭示了室内植物相关微生物的重要性及其对建筑环境中微生物多样性的影响。这对人类健康意义重大，因为广泛的清洁制度会导致微生物多样性的丧失和抗菌素耐药性的发生增加。然而，关于室内植物对人类健康有益影响的针对性研究仍然很少。

2022年2月12日，国际权威学术期刊Journal of Advanced Research发表了奥地利格拉茨技术大学Gabriele Berg教授（The ISME Journal | 从植物微生物组中探索原始环境的抗菌素耐药性！Microbiome | 德国慕尼黑亥姆霍兹中心重新定义微生物组：旧概念和新挑战！（附视频）Microbiome | 奥地利格拉茨工业大学揭示沼泽生境中植物与微生物的密切互作和共同进化！Microbiome | 人类世的植物微生物群落特征是微生物组研究的挑战!）团队的最新相关研究成果，题为Phyllosphere-associated microbiota in built environment: Do they have the potential to antagonize human pathogens?的研究论文。

众所周知，植物微生物群落可以保护其宿主免受植物病原体的入侵。最近的研究表明，室内植物的微生物群落被传播到当地的建筑环境中，在那里它可能会发挥尚未探索的功能。更好地理解这些微生物群落与人类病原体的相互作用可能会提供与它们的自然抑制相关的新线索。本研究探究了两种室内模式植物（小果野芭蕉和吊兰）的植物微生物群落及其对人类病原体的影响。主要目的是确定室内植物的微生物群落抑制人类致病菌的机制。使用一整套将扩增子和鸟枪宏基因组分析与相互作用分析结果相结合的综合实验和方法研究微生物群落和功能。在不同室内环境中生长的芭蕉和吊兰上发现了多样化的微生物群落；包括1066个细菌、1261个真菌和 358个古细菌。每种植物物种的细菌群落都是特定的，而真菌和古细菌群落主要由建筑环境塑造。发现鞘氨醇单胞菌和芽孢杆菌是两种模式植物中普遍存在的核心微生物组的普遍成分。它们以对植物病原体的拮抗活性而闻名。相互作用分析表明，它们还可以拮抗机会主义人类病原体。此外，原生植物微生物群落具有广谱的生物合成基因簇，同时还具有多种抗菌素抗性基因。通过在植物和非生物表面之间进行比较宏基因组分析，结果发现叶际微生物群落具有明显区别于周围非生物表面的特征。天然存在的叶际细菌可以潜在地充当抵御机会性人类病原体的保护屏障。这些知识和潜在机制可以为在建筑环境中建立健康的微生物组提供重要基础。

图. 已发现的室内植物相关细菌作为抵御机会性人类病原体的防线的意义

·      室内植物的真菌和古菌群落主要由建筑环境塑造。

·      无论环境如何，细菌群落都是特定于宿主的。

·      核心细菌成员可以潜在地充当抵御人类病原体的保护屏障。

·      植物微生物群落具有各种内在功能来抵抗病原体的建立。

·      生物活性化合物的产生和多功能抗性在防御中发挥着重要作用。

图. 微生物群落组成和多样性

图 . 宏基因组组装contigs 中的次级代谢物基因簇

图. 两种模式植物叶际细菌群落的详细分类和功能

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