Plant Cell | 根际的植物-微生物通过循环代谢经济相互作用！

数百万年来，植物和微生物已经发展了从互惠共生到寄生的各种关系。植物和它们相关的微生物可以被认为是整体，在这种情况下，宿主依靠其微生物组来实现特定的功能和性状。据估计，定殖于植物的微生物细胞的数量高于植物细胞的总和，特别是定殖于根部的微生物。根际被认为是土壤中最丰富的有机物质来源，因此是微生物生长和活动的热点。此外，根际中的微生物数量比非根际土壤中的要高5-10倍。根际微生物组为其植物宿主提供了多种益处：微生物促进植物生长，支持养分吸收，提高对非生物胁迫的耐受性，保护植物宿主免受病原体侵害，并调节植物免疫系统以诱发抗性。

2022年6月9日，国际权威学术期刊The Plant Cell发表了以色列农业研究中心（Volcani Center）Elisa Korenblum和魏茨曼科学研究所Asaph Aharoni（Nature Genetics | 多组学研究揭示番茄的果实性状和病原菌抗性的遗传基础）团队题为Plant–microbe interactions in the rhizosphere via a circular metabolic economy的综述论文。

化学交换往往是植物-微生物相互作用的第一步，各种信号、营养物质和代谢物的交换在整个相互作用过程中持续进行。在这篇文章中，科研人员强调代谢物交换和代谢串联在微生物组-根部-地上部分-环境关系中的作用。根部分泌了多种多样的代谢物；这种根部渗出物的种类，包括次级代谢物，如苯并恶唑嗪酮类、香豆素类、黄酮类、吲哚类化合物和萜类，塑造了根际的微生物组。反过来，根际微生物组影响植物的生长和防御。这些生物界间的化学互动是建立在代谢循环经济的基础上的，这是一个看似“取之不尽，用之不竭”的系统，其中根际成员交换（即消耗、再利用和重新设计）代谢物。本综述还描述了最近发现的"系统诱导的根部分泌代谢物"现象，其中根际的微生物组通过诱导系统反应，改变根系分泌物的代谢概况，来管理植物的代谢。根际的代谢交换基于化学梯度，形成了微生物定殖的特定微生境，科研人员描述了最近开发的高分辨率方法来研究根际的化学相互作用。最后，科研人员提出了一个行动计划，以推进根际的代谢循环经济，为农业用地土壤健康的累积退化提供可持续的解决方案。

图1：根际的代谢循环经济

图2：来自拟南芥根系分泌物的香豆素改善了土壤细菌枯草芽孢杆菌的生物膜形成

图3：根系分泌物的化学多样性受根际微生物组的调节

图4：用高分辨率的方法研究根际的化学相互作用

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