【中国科学报】植物靠遗传网络调控“叶圈”微生物

本报讯（记者 李晨）植物叶片上生存着大量不同性质的微生物，有益微生物和有害微生物与植物长期共存。植物是如何控制这些“叶圈”（植物地上部分叶、果实、茎的统称）微生物并且维持自身健康的？相关机制尚不明确。4月8日，《自然》杂志在线发表了中外科学家合作的最新成果。他们发现，植物就像人类一样，已经进化出一个遗传网络来调控微生物菌群的稳态，以维持植物的健康。而且该网络中的某些要素和调控方式与人类极为相似。

论文共同通讯作者、美国密歇根州立大学教授何胜洋团队曾发现，细菌除了能抑制植物的免疫系统，还会在植物体内产生一种潮湿环境，从而引起疾病。基于此，这项最新研究利用拟南芥四突变体mfec在高湿度条件下显现出黄化和坏死的特点，通过16S rRNA基因扩增子测序，检测了野生型健康叶片和突变体mfec不健康叶片的总微生物组和叶内微生物组。结果表明，健康叶片和不健康叶片总微生物组的多样性没有显著差异，但是叶内微生物组的丰度和多样性均有显著变化，不健康叶片内部微生物多样性降低。

论文共同第一作者、华中农业大学植物科学技术学院副教授陈桃介绍，研究团队构建了两个合成菌群体系，并在无菌种植研究体系中研究了它们的功能。结果显示，菌群失调的体系的确会导致植物不健康。

他们进一步推测，在突变体mfec体内，PTI免疫途径和MIN7途径的缺失，导致细菌在突变体内过度增殖，并发生拮抗作用，菌群多样性减少，最终让叶片生病。

研究人员发现，CAD1可能是控制叶内微生物数目和多样性的一个关键下游基因。CAD1、PTI免疫途径和MIN7途径共同调控叶内微生物的数目和多样性，阻止菌群失调，维持植物的健康。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2185-0

《中国科学报》2020-04-09 第1版 要闻

原文链接：http://paper.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2020/4/354442.shtm?id=354442