Nature Communications | 研究揭示植物微生物群落的抗性和抗逆力比群落组成更复杂！

植物如何应对干旱令人深感担忧，因为干旱会降低维持人类文明的作物产量。令人不安的是，世界许多地区干旱的严重程度和频率都在增加。在叶、根和根际等不同区域的内部和表面，农作物与影响植物干旱反应的微生物（包括真菌和细菌）形成重要的有益伙伴关系。已知的好处包括将植物中的糖和脂肪形式的能量交换为微生物获得的矿物质，特别是真菌中的磷和细菌中的铁。响应干旱的植物转录没有比管理微生物关联的基因下调更深刻的变化，并且下调与根相关微生物丰度的减少相关。当水分再次可用时，植物转录和微生物丰度都会反弹到干旱前的水平。这些最近的研究表明，植物干旱反应不仅涉及植物，还涉及与根相关的真菌菌群和细菌微生物群落。因此，我们可以通过学习如何操纵微生物组来解决能源、资源和饥饿危机，来加强我们培育或设计植物以应对全球变化挑战的努力。当然，实现这些目标需要我们了解植物-微生物系统，以及它如何在对胁迫做出反应时保持稳定性，并在胁迫缓解时反弹。

2022年7月5日，国际权威学术期刊Nature Communications发表了美国加州大学John Taylor教授团队的最新相关研究成果，题为Co-occurrence networks reveal more complexity than community composition in resistance and resilience of microbial communities的研究论文。

植物对干旱胁迫的反应涉及生活在植物上和植物中以及根际的真菌和细菌，但这些真菌和微生物群落的稳定性仍然知之甚少。本研究使用群落组成和微生物关联研究了农业系统中真菌和细菌对干旱的抵抗力和恢复力。结果表明与细菌相比，真菌（i）对干旱胁迫的抵抗力更强，但（ii）在再润湿缓解胁迫时弹性较差，在群落组成水平上发现了强有力的支持。相关性和共现网络的结果更加复杂，一般来说，基于细菌之间、真菌之间以及细菌和真菌之间的显着正相关，干旱会破坏微生物网络。令人惊讶的是，根际真菌和叶细菌之间的共现网络因干旱而得到加强，在根际中涉及丛枝菌根真菌的网络也出现了同样的情况。结果还发现了对胁迫梯度假设的支持，因为干旱增加了正相关的相对频率。

图：细菌和真菌群落组成的抗性和恢复力

图：微生物在干旱胁迫和干旱缓解中的相关性

图：显著的正交叉分类组相关性网络（细菌和真菌）

图：与丛枝菌根真菌(AMF) 相关的共现网络

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