ISME | 研究揭示拟南芥次生代谢产物合成影响微生物组调控线虫入侵！

线虫是地球上最丰富的后生动物。它们分布广泛，大致分为根食植物寄生线虫（PPNs）、自由生活的细菌或真菌食客、捕食者或杂食者。据估计，PPNs在全世界范围内造成了超过10%的作物产量损失。PPNs可分为：(i) 从根部以外取食根部细胞的体外寄生虫；(ii) 用身体前部穿透根部的半体内寄生虫；(iii) 在取食根部细胞的同时在根部组织中破坏性地移动的迁移性体内寄生虫；或(iv) 定居性体内寄生虫（即根结线虫）。植物-PPN的相互作用依赖于复杂的化学信号，一些植物合成的代谢物，如葡糖醇类、植保素和黄酮类化合物释放到根瘤中，可能吸引或排斥线虫，或影响线虫的发育、繁殖和生存。

2022年6月27日，国际权威学术期刊ISME发表了丹麦奥胡斯大学Mogens Nicolaisen教授团队的最新相关研究成果，题为Genetic disruption of Arabidopsis secondary metabolite synthesis leads to microbiome-mediated modulation of nematode invasion的研究论文。

深入了解代谢物介导的植物与线虫的相互作用可以指导我们制定新的线虫管理策略。为了提高对次级代谢物对土壤线虫群落的影响的理解，科研人员种植了在葡萄糖苷酸、植保素或黄酮类化合物合成途径中发生遗传改变的拟南芥，并使用代谢编码分析了其根部相关的线虫群落。为了测试相关微生物群落对线虫反应的任何调节作用，本研究描述了细菌和真菌群落的特征。最后，作为微生物群落对线虫入侵的调节作用的代表，科研人员从突变体中分离出根系相关的微生物群落，并测试它们对植物寄生线虫穿透番茄根系的能力的影响。大多数突变体有几个线虫类群的相对丰度改变，对植物寄生虫北方根结线虫的影响比对其他根食类群的影响更大。这可能反映了北方根结线虫侵入并保持在根部组织内，因此与宿主密切相关。当转移到西红柿时，来自过度生产类黄酮的pap1-D的微生物组增强了北方根结线虫的根部入侵，而来自类黄酮缺乏的突变体的微生物组减少了入侵。这表明类黄酮对北方根结线虫感染性的微生物组的作用可能是由转移的微生物组中特定微生物类群的丰度改变所介导的，尽管我们不能最终确定这些致病的微生物类群。

图 1：拟南芥根相关线虫群落的PCoA 图

图 2：与亲本系相比，拟南芥突变体根部线虫类群的丰度差异

图 3：拟南芥根的线虫群落概况

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