植物微生物组
白洋老师2015年末一作的Nature文章，“提出的大规模微生物分离培养、人工重组微生物群落技术体系”，被同期Nature配专题评述为“铺平了微生物组学从描述性研究走向功能性研究的道路”。“Large-scale cultivation and genome sequencing of the bacteria that inhabit the leaves and roots of Arabidopsis plants have paved the way for probing how microbial communities assemble and function. ”
同期也被国内多家新闻媒体报导，下面转载生物通的报导原文，有修改。
没有哪种生物是孤立的————这一事实也适用于植物。健康的植物具有复杂的微生物群落，它们在植物生长和健康中扮演重要角色。这些微生物群落经过植物长期选择，形成了植物特有的微生物组(microbiota / microbiome)，主要取决于自然土壤中广泛存在的微生物多样性。
植物微生物组是个相对年轻的研究领域，旨在发现植物相关微生物群落的详细种类。著名植物生物学家、马克斯普朗克植物育种研究所的Paul Schulze-Lefert教授和苏黎世联邦理工大学的Julia Vorholt及其他们的同事，现在已经向这个目标迈出了重要一步。该研究小组分离培养了在自然界中生长的拟南芥根系中高达65%的细菌、叶片微生物群中高达54%的细菌，并建立了这些菌株的资源库，在无菌植物上重建叶片和根系微生物组。他们的研究发现，实验室产生的细菌群落和自然界的细菌群落之间，具有惊人的相似性，这为微生物群重建生物学打开了大门。使用这种定义的微生物群，使我们首次能够在控制的环境条件下控制微生物群的扰动，而没有自然界中因环境波动而不可避免的变幻莫测。
根据对分离到的细菌种类进行更深入地分析，Schulze-Lefert和Vorholt认为拟南芥叶片和根系中发现的微生物群落之间，有相当大的相似性。Schulze-Lefert解释说：“几乎一半的物种是相同的。”尽管根系微生物的样品是在科隆收集，叶片微生物群的样品是在苏黎世和宾根收集，但是，如果你从一个更高的分类学角度来分析根和叶微生物群，即从科的分类水平，则根本没有任何差异。因此，在不同的自然环境，微生物组具有很强的稳健性。”
Schulze-Lefert说：“我们不仅有纯培养菌株用于重建实验，而且我们也了解这个集合中每一个群落成员的基因组。”通过DNA测序，研究小组确定了这个集合中的432株细菌的基因组，并对其进行了分析，进而比较叶片和根系微生物群落的生化功能。为此，他们将来自基因组的基因，与一个计算机组合成功能网络。根、叶微生物群中细菌种类的相似性，相当于相应基因组编码的功能广泛重叠。这样的实验在今天是可能的，因为许多基因的生化功能是已知的。由于基因组编码功能的广泛重叠和物种分布的相似性，Vorholt和Schulze-Lefert认为，大多数的根、叶相关细菌，起源于非常不同的土壤微生物区。这表明，一种植物的叶子主要被来自土壤的细菌所统治，通过根系作为中途停留。然而，也有可能观察到由叶和根相关细菌的基因组所编码的功能差异。这些与根、叶小生境的明显差异有关。
科学家们还进行了微生物组的重建实验。为此，他们使用一个封闭的人工环境，用无菌粘土作为土壤的替代品，和无菌的拟南芥种子。培养是在透明的无菌室中进行的，在不同时间上接种定义的细菌群落。Schulze-Lefert说：“虽然系统是高度人工化的，但是根、叶部的微生物组，与生长在自然界的植物中的微生物组，都是非常相似的。”即使定义的微生物组接种液被添加到粘土，叶片或根部的微生物组，不仅能够居住在对应的植物器官，而且在相当大的程度上，也能居住在远处的叶片和根器官。如果叶片和根系微生物进行混合，然后应用于粘土，根系微生物群要优于根部的叶来源细菌群落。叶片中的叶微生物组存在一个相应的竞争优势。
科学家们表示，这些微生物的重建实验处于早期阶段。他们现在可以将单个细菌物种或整个细菌家族从定义的微生物群中忽略掉，并在不同的环境压力条件下检测它们。他们认为，这样的控制扰动实验，将对“细菌群落如何组织并为植物生长提供土壤养分，以及微生物组如何保护其宿主抵抗微生物致病体”，提供了一定的分子见解。
（来源：生物通 作者：王英）
Reference
http://www.ebiotrade.com/newsf/2015-12/2015124153211146.htm
Bai, Yang, Daniel B. Müller, Girish Srinivas, Ruben Garrido-Oter, Eva Potthoff, Matthias Rott, Nina Dombrowski et al. “Functional overlap of the Arabidopsis leaf and root microbiota.” Nature 528, no. 7582 (2015): 364-369.
Beattie, Gwyn A. “Microbiomes: Curating communities from plants.” Nature 528, no. 7582 (2015): 340-341.