Current Biology | 研究揭示宿主植物影响根部微生物组的遗传决定因素！

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者周小马

众所周知，根系相关的微生物通过增加养分的可及性、操纵植物的生长和发育途径以及拮抗病原体的定植来提高宿主植物的生产力和适应性。最近对植物微生物组的组成、生态和功能重要性的深入了解，大大增加了人们对利用根部微生物组持续提高作物抗逆性和产量潜力的兴趣。为实现这一目标，历史上一直在讨论微生物接种剂，但最近开始出现了利用植物育种来丰富现有土壤微生物群中有益细菌的呼吁。阻碍这一努力的一个障碍是对哪些微生物可以对育种实践作出反应缺乏了解，育种是否可以对不同环境中的微生物组合灌输一致的影响，以及可以调整宿主的哪些基因和途径来改变微生物组。

2023年4月19日，国际权威学术期刊Current Biology发表了美国德州大学奥斯汀分校Thomas Juenger团队的最新相关研究成果，题为Genetic determinants of switchgrass-root-associated microbiota in field sites spanning its natural range的研究论文。

植物微生物组研究的一个基本目标是确定宿主和环境对根部微生物群组成的相对影响，特别是宿主基因型如何影响细菌群落组成。大多数研究表征了植物基因型对根部微生物群的影响，但对宿主遗传多样性的取样不足，并在其原生地以外的地方种植植物，使得宿主和微生物之间的关联难以解释。在这篇文章中，科研人员对北美本土C4生物能源作物柳枝稷的一个大型多样性小组的根部微生物群进行了鉴定，该小组在其原生地范围内的三个田间地点。科研人员的数据由1,961个样本组成，表明田间位置是决定微生物群组成的主要因素；然而，大量的可遗传变异在细菌分类群中普遍存在，特别是鞘脂单胞菌科的细菌。尽管成分多样，但相对来说，少数高度流行的类群构成了柳枝稷根部微生物群的大部分，其中很大一部分是跨地点共享的。当地的基因型优先招募/过滤当地的微生物，支持当地植物和它们的微生物群之间的亲和力的想法。利用全基因组关联，科研人员确定了影响400多种微生物菌株丰度的基因位点，并发现了参与免疫反应、信号传导途径和次级代谢的基因的富集。科研人员发现与超过一半的核心微生物群（即>80%的样本中的微生物）相关的位点，而不考虑田间位置。最后，科研人员显示了一个基础植物免疫途径和根部微生物群的相对丰度之间的遗传关系。这项研究使我们更接近于通过宿主遗传学来利用和操纵有益的微生物联合。

本文转载自Ad植物微生物

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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