Trends in plant science | 植物微生物群失调和安娜-卡列尼娜原则！

微生物可与所有高等生物（从动物到植物）相关联，并参与与其宿主的健康、行为或适应性有关的许多功能。在植物中，微生物促进植物营养，增加植物对非生物胁迫的耐受性，并通过诱导更高的免疫反应或直接对抗病原体来预防植物疾病。植物微生物群由许多微生物组成，包括真细菌、真菌、古细菌、病毒，甚至还有原生动物。许多证据强调了微生物在植物进化过程中的重要性。

2022年9月17日，国际权威学术期刊Trends in plant science发表了法国雷恩大学Philippe Vandenkoornhuyse（Trends in Ecology & Ecology | 法国国家科学研究院综述单细胞组学对微生物生态的贡献！）团队的最新相关研究成果，题为Plant microbiota dysbiosis and the Anna Karenina Principle的观点综述论文。

微生物与所有的植物都有关联，最近导致了共生总基因组（hologenome）的概念。科研人员回顾了植物微生物群的组装过程，并分析了其在出现菌群失调时的结构。特别是，科研人员讨论了基于列夫-托尔斯泰应用于植物微生物群所断言的安娜-卡列尼娜原则（AKP）："所有健康的微生物群都是一样的；每个与疾病相关的微生物群都以自己的方式生病。科研人员提出AKP来解释由于几个外部胁迫因素导致的植物微生物群组装的随机过程如何导致植物病害。最后，科研人员提出AKP概念，将植物生物群失调看作是宿主调节其微生物群能力的暂时性丧失，这意味着功能的丧失导致宿主适应性的下降。

许多研究强调微生物在植物健康中的关键作用（图1）。植物共生体的组成是动态的，可以随着时间的推移对外部生物或非生物参数作出反应而改变。在胁迫条件下，微生物群可以抵抗或被破坏，导致共生体内的菌群失调（图2）。然而，通过对有益微生物的决定性选择，共生体可以增加其对这些外部胁迫的抵抗力。这些过程突出了共生体的抗逆力。因此，科研人员提出了AKP来描述和解释与暂时性菌群失调状态相关的生态随机性（图3）。AKP强调了健康微生物群组成的主导决定性过程与患病微生物群的主导随机过程之间的差异。研究AKP效应可能是估计植物微生物群健康的一个好方法。

图1. 植物微生物群的概述，它的建立，以及它在植物共生体适应性中的作用

图2.  植物共生体的胁迫、失调和适应性

图3 . 关键图：植物菌群失调和安娜-卡列尼娜原则（AKP）

Highlights：

植物微生物群参与了许多植物功能，包括对非生物或生物胁迫源的抵抗、水和营养物质的摄入，最近导致了共生体概念的提出。

与胁迫或病害有关的微生物群组成的变化被称为"菌群失调"，但这种变化是胁迫或病害的原因还是结果仍不清楚。

安娜-卡列尼娜原则（AKP）描述了微生物群如何受到外部胁迫的影响，并断言失调的微生物群之间比健康的微生物群变化更大。从这个AKP和相关的新概念中，通过分析β-多样性和评估群落组合中的随机性比例，可以确定不同的失调情况。

为了应对外部胁迫，植物整体可以抵制或从环境中招募有益的微生物。这后一种机制强调了植物共生体的抗逆力。

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