研究發(fā)現(xiàn)：根際微生物組會影響植物根代謝物分泌

近日，一個國際研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，植物的根際微生物組可以通過系統(tǒng)的根到根信號機(jī)制影響根的化學(xué)成分和根的分泌物。相關(guān)研究成果發(fā)表在近日的美國《國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上。

根系周圍直徑約40毫米的土壤層被稱為根際，是多種微生物(包括眾多細(xì)菌、真菌和古菌)的所在地，被認(rèn)為是世界上最復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)之一。此前已知根可以分泌代謝產(chǎn)物，影響周圍土壤特性。通過這種方式，植物不僅可以改變根周圍的環(huán)境(塑造土壤的物理和化學(xué)特性)，還可以調(diào)節(jié)根際微生物(影響根微生物菌群的組成)并與之溝通。但目前為止，人們并不清楚微生物組是否或如何影響根系的分泌。

由以色列魏茲曼科學(xué)研究所伊麗莎·科倫布魯姆博士領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團(tuán)隊，在德國萊布尼茲植物遺傳與作物植物研究所杰德熱·希曼斯基博士的參與下，通過研究番茄根探索了這個問題，發(fā)現(xiàn)微生物組也可以系統(tǒng)地控制根系分泌。

研究團(tuán)隊進(jìn)行了分根實驗，即把每顆植物的一半根系培植于富含微生物的土壤中，而另一半則在無菌條件下培育，以此研究各種微生物群落對根系的影響，以及這些微生物導(dǎo)致另一半根系發(fā)生的系統(tǒng)性變化。希曼斯基博士跟蹤研究了植物復(fù)雜的生化和基因信號網(wǎng)絡(luò)，這些信號控制著微生物組與根之間的通信。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，番茄植物的根際微生物組可以通過系統(tǒng)的根到根信號機(jī)制，直接影響根的化學(xué)成分和根的分泌物。例如，芽孢桿菌屬的細(xì)菌可以利用這一過程觸發(fā)整個根系中酰基糖的分泌。

研究人員將其稱為“系統(tǒng)誘導(dǎo)的根代謝物分泌”(SIREM)。這一發(fā)現(xiàn)是揭開跨越植物根與微生物組之間復(fù)雜關(guān)系的第一步。據(jù)信SIREM在根際的根與微生物組相互作用中具有關(guān)鍵作用，但其意義和范圍仍有待探索。此外，科學(xué)家認(rèn)為微生物重新編程的系統(tǒng)性根分泌可能會促進(jìn)土壤的調(diào)整。(記者李山)

關(guān)鍵詞： 根際微生物組