2022年4月2日，Microbiome在線發(fā)表了農(nóng)學(xué)院李紅葉教授團(tuán)隊(duì)題為The phyllosphere microbiome shifts toward combating melanose pathogen的研究論文，揭示植物葉際微生物組應(yīng)對(duì)病原菌入侵的響應(yīng)及潛在機(jī)制，為理解葉際微生物組響應(yīng)植物病原菌入侵的作用及其對(duì)植物健康的影響提供了新的見(jiàn)解，并為植物的“cry for help”策略提供了葉際生態(tài)位的證據(jù)。

 

　　植物可以招募有益的微生物來(lái)增強(qiáng)其對(duì)病原菌的抵抗能力。然而，與根際微生物組在抑制病原菌方面的深入研究相比，葉際微生物組在應(yīng)對(duì)病原菌入侵時(shí)的種群結(jié)構(gòu)變化和對(duì)植物的影響在很大程度上仍然是未知的。該研究整合了16S擴(kuò)增子、宏基因組測(cè)序和微生物分離培養(yǎng)的方法，系統(tǒng)地研究了受柑橘黑點(diǎn)病菌Diaporthecitri侵染和未侵染柑橘葉片的微生物組變化。

 

　　多種微生物組特征表明，受柑橘黑點(diǎn)病菌侵染的葉際微生物組發(fā)生了轉(zhuǎn)變，突出表現(xiàn)為微生物群落均勻度的顯著降低、大量新微生物的出現(xiàn)和加劇的微生物網(wǎng)絡(luò)。本研究還從功能角度確定了受侵染葉片的微生物組特征，如鐵競(jìng)爭(zhēng)和潛在抗真菌特性的微生物功能富集，以及具有有益基因組特征的微生物類群富集。溫室預(yù)處理后接種病原菌的試驗(yàn)表明，與葉際微生物組轉(zhuǎn)變相關(guān)的微生物可以增強(qiáng)柑橘宿主應(yīng)對(duì)D. citri入侵的能力，病情指數(shù)降低幅度為65.7–88.4%。其中，泛菌Pantoea asv90和甲基桿菌Methylobacterium asv41被認(rèn)為是在侵染葉片中“招募的新微生物”，它們表現(xiàn)出對(duì)D. citri的拮抗活性，包括抑制孢子萌發(fā)、菌絲生長(zhǎng)。鞘氨醇單胞菌Sphingomonas spp.呈現(xiàn)出對(duì)植物有益的基因組特征，并被發(fā)現(xiàn)是在侵染葉片中“鐵復(fù)合體外膜受體蛋白”微生物功能富集的主要貢獻(xiàn)類群。鞘氨醇單胞菌Sphingomonas asv20在缺鐵條件下對(duì)D. citri的抑制能力比在鐵充足條件下更強(qiáng)，表明鐵競(jìng)爭(zhēng)在其拮抗反應(yīng)中的作用。

 

　　浙江大學(xué)生物技術(shù)研究所博士研究生李浦東為論文的第一作者，李紅葉教授為論文的通訊作者。浙江大學(xué)海南研究院祝增榮教授、揚(yáng)州大學(xué)張?jiān)圃鼋淌?、加拿大麥克馬斯特大學(xué)徐建平教授、浙江大學(xué)生物技術(shù)研究所王政逸教授、王洪凱副研究員參與了本項(xiàng)目的研究。浙江大學(xué)農(nóng)藥與環(huán)境毒理研究所王蒙岑教授參與了本研究深入的討論并提出了寶貴的意見(jiàn)。本研究得到了國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（柑橘）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-26）、浙江省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2019C02022）和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFD0202000）的資助。

 

　　論文鏈接：https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-022-01234-x