《科学》杂志最新研究报道：植物根部微生物宝库正揭开冰山一角

导  读

生活在植物根部的微生物可以协同促进植物的生长，提高植物对外部压力的耐受性。 由荷兰生态研究所（NIOO-KNAW）和瓦赫宁根大学与研究所（WUR）领导的国际研究小组在著名科学杂志《科学》上报告了这一发现。

原链接：https://www.wur.nl/en/Research-Results/Research-Institutes/plant-research/show-wpr/Live-in-bacteria-protect-plants-against-infections.htm

翻译：赵珊（大自然保护协会志愿者）

李颖（大自然保护协会中国农业总监）

某些“常驻”细菌可以保护植物根部免受真菌感染。来自荷兰（瓦格宁根、莱顿、鹿特丹）、巴西、哥伦比亚和美国的研究人员通过宏基因组学解释了这个发现：宏基因组学是一种DNA技术，用于分析环境中的基因以揭示本地微生物群落未曾被发现的生物多样性。

该研究的最后作者兼研究主持人，来自NIOO-KNAW的Jos Raaijmakers说：“这是第一次，我们能够仅基于DNA测序就可以在植物根部重建该群落的组成和功能。”

可持续作物生产

 “细菌对于植物、动物和人的各种功能至关重要。” Raaijmakers认为：“我们的主要目标是在植物受到真菌病原体侵袭时，发现植物根部内生微生物。我们的研究向开发出使用更少农药的可持续作物生产系统迈出了重要一步。”

那么，当植物根系处于被感染初期时，到底发生了什么呢？研究人员发现，根部内的“增援部队”开始产生各种有用的物质，例如几丁质酶，一种分解真菌病原体细胞壁的酶。

这一发现使研究人员能够利用几丁质噬菌体和黄杆菌为植物量身定制微观防御部队。在甜菜上的实验一致地证明了这种方法在抑制根部真菌感染方面的有效性。

多样的遗传宝库

Raaijmakers说：“生活在根中的微生物还具有迄今尚未发现的丰富遗传性”。瓦赫宁根大学研究中心（WUR）的研究人员开发了新软件，可一次比对数千个物种的DNA序列。使用这种方法，研究人员发现了700多个产生独特物质的未知基因簇。迄今为止，全球数据库中仅记录了十二个。Raaijmakers说：“我们发现了真正的宝库，而我们甚至还不知道其功能。这只是冰山一角。”

NIOO的研究人员强调，这些研究成果的发现都是基于跨学科交叉研究方法：“生态学家以及微生物学家，分子生物学家，生物信息学家和统计学家都参与了这项研究。”

该团队的研究是BackToRoots（回到根部）项目的一部分，该项目获得了荷兰研究委员会的AES（应用与工程科学）的资助。 

BackToRoots旨在通过探索有益的微生物群落（包括当今农作物的野生祖先中发现的微生物群落）来提高植物的生长和生产力。

文章来源：

Víctor J. Carrión, Juan Perez-Jaramillo, Viviane Cordovez, Vittorio Tracanna, Mattias de Hollander, Daniel Ruiz-Buck, Lucas W. Mendes, Wilfred F.J. van IJcken, Ruth Gomez-Exposito, Somayah S. Elsayed, Prarthana Mohanraju, Adini Arifah, John van der Oost, Joseph N. Paulson, Rodrigo Mendes, Gilles P. van Wezel, Marnix H. Medema & Jos M. Raaijmakers: Pathogen-induced activation of disease-suppressive functions in the endophytic root microbiome. Science (1 November 2019).

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