Annual Review of Phytopathology | 通过植物微生物组促进重新造林！

长期以来，森林，特别是那些在热带地区发现的森林，一直被认为是生物多样性的热点，有各种各样的植物、昆虫、鸟类、两栖动物和哺乳动物居住。最近，研究人员开始认识到与树木联合的众多微生物（栖息在各种树木栖息地的真菌、细菌和古细菌），它们之间复杂的相互作用，以及它们可以促进森林生物多样性的机制。对树木微生物组理解最深、研究时间最长的部分是其最具有生态意义的共生体：菌根真菌。外生菌根（EM）共生体只限于所有植物物种中的大约2%，而更古老的丛枝菌根（AM）共生体在地球上的树种中更为普遍。菌根共生被认为是植物营养以及森林土壤结构和功能的基础。相比之下，构成树木微生物组大部分的生物群，主要是细菌和真菌，经常被描述为病原体或作用不确定的非病原体。此外，它们的身份经常仅仅由基于序列的属级或更高级别的近似值来表示。植物微生物组中的许多成员为植物疾病提供了保护。越来越多的记录显示，土壤、根、茎、叶、花和种子中的内生微生物群落与病原体对抗或竞争，并激发了宿主的免疫力。这些工作表明，微生物组对树木宿主的功能影响是有益的和保护的（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；深度解读：如何操控植物微生物组改善农业？Nature Reviews Microbiology | 专家点评：作物微生物组与可持续农业；Trends in Biotechnology | 微生物组工程：可持续农业中的植物微生物合成生物学）。

2022年5月18日，国际权威学术期刊Annual Review of Phytopathology发表了美国俄勒冈州立大学Posy Busby等人的最新相关研究成果，题为Facilitating Reforestation Through the Plant Microbiome: Perspectives from the Phyllosphere的综述论文。

植树和自然再生对恢复地球森林的持续努力做出了贡献。科研人员的综述涉及植物微生物组如何提高种植和自然再生苗木的存活率，并在长期森林碳捕获和保护生物多样性方面发挥作用。科研人员专注于叶内生真菌，这是一种无处不在的防御性共生体，可以保护植物免受病原体的侵害。科研人员首先表明，原产于美国的树种的真菌和卵菌病原体的丰富程度差异很大，近一半的树种要么没有这些主要类别的病原体，要么有未知的病原体。内生真菌是抵御鲜为人知和不断变化的树木病原体威胁的保险。接下来，科研人员回顾了对植物-叶际反馈的研究，但知识上的差距使人们无法评估向种植的幼苗添加同种的落叶物是否能促进防御性共生，类似于添加土壤促进正反馈。最后，科研人员讨论了将植物微生物组纳入扩大地球森林的努力中的研究重点。

越来越多的工作支持这样的观点，即微生物组对其树木宿主的功能影响是有益和保护性的。然而，微生物相互作用的全部范围以及它们对全球重新造林的潜在贡献还没有被清楚地了解。科研人员通过回顾树种的病原体状况和叶际微生物的功能，确定了主要的知识差距。随着新森林的变化，从单一的种植园到高度多样化的森林以及自然再生或幸存的老森林，有大量的变化需要研究和了解。从没有病原体的树种和病原体尚未被描述的树种，到具有数百种已知病原体的广泛树种中叶际微生物的功能，有很多东西需要学习。科研人员将需要考虑抗性基因的存在与否，保护其宿主的特殊共生体，缺乏病原体的树木中内生菌的功能，以及森林微生物组对生态系统功能的总体贡献。

美国国家真菌收藏数据库对在美国发现的所有树种的已知病原体的搜索结果

表1 已发表的叶际反馈研究的方法和结果摘要

一个植树地点

更多精彩内容，点击下方“往期回顾”