1月1日,中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所辛秀芳課題組于《Journal of Integrative Plant Biology》上在線(xiàn)發(fā)表了題為“Phyllosphere microbiota:Community dynamics and its interaction with plant hosts”的論文。該論文綜述了植物葉際微生物組方面的最新研究進(jìn)展,包括參與葉際微生物組的組裝和平衡維持的因素以及葉際微生物組對(duì)宿主植物的功能等。
(1)葉際微生物組的主要來(lái)源:包括土壤、種子和空氣等。植物的根際和葉際微生物組都可能來(lái)自于土壤,并且這2個(gè)群落在自然環(huán)境中可能相互影響和進(jìn)行微生物的交流(例如,通過(guò)風(fēng)、雨水飛濺或昆蟲(chóng)爬行等)。(2)葉際微生物組的組裝機(jī)制:根際微生物組的“多層選擇模型”(multi-step model)提出了土壤中特定種類(lèi)的微生物會(huì)被一定的選擇機(jī)制招募到根際及根內(nèi),而葉際微生物組的組裝機(jī)制還不清楚。目前發(fā)現(xiàn)影響葉際微生物組結(jié)構(gòu)的因素包括:宿主基因型和葉齡、環(huán)境因素、微生物與微生物互作等。(3)葉際微生物組的功能:已有研究表明,葉際微生物組能夠幫助植物對(duì)抗病原菌、耐受逆境(干旱、紫外線(xiàn)、霜凍)、提高營(yíng)養(yǎng)的吸收以及調(diào)節(jié)植物代謝平衡等,但目前的研究都不太深入。(4)展望:目前,植物葉際微生物組的研究還處于起步階段,在葉際微生物組的研究中存在著一定技術(shù)方法上的困難和限制,比如對(duì)基于16S rRNA基因的細(xì)菌分類(lèi)分析中,常規(guī)方法提取的微生物DNA樣品中存在大量的植物線(xiàn)粒體和質(zhì)體來(lái)源的16S rDNA污染,對(duì)植物葉片樣品的微生物DNA/RNA/蛋白的提取存在一定困難等。隨著2代大規(guī)模測(cè)序技術(shù)、生物信息學(xué)分析流程、人工合成菌落和人工可控的植物-微生物系統(tǒng)(Gnotobiotic System)等功能性研究手段等的不斷發(fā)展,相信未來(lái)研究會(huì)極大加深人們對(duì)葉際微生物組的認(rèn)識(shí),為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中通過(guò)調(diào)控微生物組促進(jìn)植物健康和產(chǎn)量提供更多的方案。