Nature子刊封面：浙大王蒙岑组揭示水稻种子内生菌抗病新功能
水稻作为世界主要粮食作物之一，其安全生产对维持我国乃至全球粮食供应起着重要作用。然而，受全球变暖、耕作制度变化等影响，细菌性病害在全球水稻主产区的暴发流行和危害逐年加重，对粮食安全造成重大冲击。深入认识植物抗病性调控机制是构建生态环境友好型病害防控措施的关键基础。已有证据表明，抗病性进化主要由植物先天免疫系统与病原菌的“战备竞赛”所驱动。最近有研究报道，植物微生物群落和植物生长环境可能共同调控着宿主植物的抗病性，但是相关机制目前仍鲜有报道。
2021年1月4日，Nature Plants以封面论文形式刊登了浙江大学农业与生物技术学院王蒙岑研究组（点击查看课题组最新研究进展：ESE封面文章 | 阐述植物微生物组研究新内涵）题为“Bacterial seed endophyte shapes disease resistance in rice”的研究成果。该研究发现了种子内生菌在“病害三角”中发挥“延伸免疫系统”的角色，表明定向改造内生菌群能为植物抗击病原菌前线加筑“二道防线”。
研究人员在筛选水稻抗病性表型时，发现了一种有趣的表型分化现象。呈地理分布特异的分化表型与其种子内生细菌群落结构的差异密切相关，其中鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）在抗性表型中显著富集。
进一步研究发现，核心成员瓜类鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas melonis）在抗性表型中世代传递，并可赋予易感表型抗病性；当植物伯克氏菌（Burkholderia plantarii）侵染水稻时，S. melonis分泌胞外信号小分子氨茴酸协同宿主响应，进而干扰B. plantarii毒力因子生物合成通路所依赖的RpoS转录级联反应调控，诱发 B. plantarii 侵染失败。
总之，该研究深入分析了宿主植物与其种子内生菌在响应病原菌胁迫中的共进化规律，提示种子作为植物亲本的“进化遗产”为抗病性资源挖掘和抗病性丧失治理带来了新契机；这对于研发基于微生物组的植物病害精准防控技术具有重要意义。
该研究得到国家重点研发计划、浙江大学高层次人才培育支持专项计划等项目资助。浙江大学农业与生物技术学院留学生松本春柰（Matsumoto Haruna）为论文第一作者、王蒙岑副教授为通讯作者，奥地利格拉茨工业大学（Graz University of Technology）Tomislav Cernava副教授为共同通讯作者；浙江大学为第一和通讯作者单位。
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41477-020-00826-5
Haruna Matsumoto, Xiaoyan Fan, Yue Wang, Peter Kusstatscher, Jie Duan, Sanling Wu, Sunlu Chen, Kun Qiao, Yiling Wang, Bin Ma, Guonian Zhu, Yasuyuki Hashidoko, Gabriele Berg, Tomislav Cernava & Mengcen Wang. (2021). Bacterial seed endophyte shapes disease resistance in rice. Nature Plants, doi: https://doi.org/10.1038/s41477-020-00826-5
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