Microbiome | 福建师范大学研究揭示植物根结线虫寄生过程中固氮菌群及其功能分析 !

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者周小马

植物的根际、根面、叶际和内际都有分类学上和功能上不同的微生物群落组合。这些微生物和它们的植物宿主相互作用，共同适应，并建立从有益到共生或有害的亲密关系。植物和它们相关的微生物群共同构成了一个"共生总体"，它可以赋予植物宿主适应性的优势，如促进生长、抵抗生物和非生物胁迫，以及保护植物免受病原体和害虫的侵害。然而，最近的研究越来越多的证据表明，病原体或寄生物往往伴随着植物相关细菌群落结构和功能的变化。这些细菌还可能通过产生毒素、抑制植物的先天免疫力或增强植物病原体和害虫的生存和繁殖，对宿主植物的健康产生负面影响。因此，微生物群不仅可以影响植物的整体健康，还可以影响关键的致病和寄生过程。

根结线虫（RKN）是最重要的破坏植物根系的寄生线虫之一，在全世界范围内造成严重的作物损失。植物的根际和根内部含有丰富和多样的细菌群落。然而，人们对RKN和根部细菌如何相互作用以影响寄生和植物健康知之甚少。确定关键的微生物类群及其对植物健康和RKN发展的功能贡献，对于理解RKN的寄生性和制定高效的农业生物控制策略非常重要。

2023年3月10日，国际权威学术期刊Microbiome发表了福建师范大学田宝玉和麦克马斯特大学徐建平团队的最新相关研究成果，题为Microbiota and functional analyses of nitrogen-fixing bacteria in root-knot nematode parasitism of plants的研究论文。

对有RKN和无RKN的植物的根际和根内微生物群的分析表明，宿主种类、发育阶段、生态位和线虫寄生，以及它们之间的大部分相互作用，对根系相关微生物群的变化有很大的贡献。与处于不同发育阶段的健康番茄植株相比，在被线虫寄生的根部样本的内生微生物群中，属于Rhizobiales、Betaproteobacteriales和Rhodobacterales的细菌明显富集。与细菌致病和生物固氮有关的功能途径在被线虫寄生的植物中明显富集。此外，科研人员观察到参与生物固氮的关键基因/酶--NifH基因和NifH蛋白在线虫寄生根中明显富集，这与固氮细菌对线虫寄生的潜在功能贡献一致。进一步的试验数据显示，土壤中的固氮菌可以减少番茄植株中的内生固氮菌和RKN的流行。

结果表明：（1）根系内生微生物群落的变异和组装受到RKN寄生的显著影响；（2）发现内生固氮菌和线虫寄生在分类学和功能上有关联；（3）通过添加氮肥改变固氮菌群落可以影响RKN的发生。科研人员的研究结果为内生微生物群、RKN和植物之间的相互作用提供了新的见解，有助于开发针对RKN的新型管理策略。

线虫寄生对五种植物的根系相关细菌的影响

根系相关细菌的群落组成和变化

番茄根系相关类群的细菌群落集合过程与植物生长和线虫寄生发展的关系

确定生物标记和关键分类群，以区分健康的和与RKN相关的根内生细菌

根系内生细菌分类群与番茄植株中RKN寄生的功能归属和关联

番茄根系中固氮细菌和根结线虫的可视化

在有根结线虫且用不同的氮源改良的土壤中生长的番茄植株的根内生微生物群

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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