法国国家科学研究中心总结利用系统生物学理解植物与微生物相互作用所取得的进展

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iPlants

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资源所属：

农业生物技术专题

类型：

前沿资讯

语种：

中文

原文发布日期：

2025-04-17

摘要：

近日，New Phytologist杂志在线发表了来自法国国家科学研究中心Clara Blonde等人题为“New insights in metabolism modelling to decipher plant–microbe interactions”的研究论文。该文强调了系统生物学在预测植物与微生物组相互作用效应中的应用，特别是通过数学建模的方法。他们提出了在建模微生物与植物相互作用时面临的三大挑战，总结了利用系统生物学理解植物与微生物相互作用所取得的进展，并进一步探讨了在调控微生物组组成、固氮共生体的生物工程改造以及可持续农业管理实践中应用系统生物学所面临的新挑战。气候变化加剧了植物病害的爆发，这在全球范围内威胁着粮食安全和环境的可持续性。植物与多种微生物有着广泛的相互作用。为了实现可持续农业，我们需要深入了解植物与其相关微生物群落之间在分子和生态层面的相互作用。Omics组学方法通过对整个分子集合进行表征，为这些复杂的相互作用提供了新的见解。然而，解读成千上万分子组分之间的关系仍然是一个艰巨的挑战，而且将这些组分整合到涉及植物及其相关微生物的连贯生物网络中的研究仍然有限。未来研究聚焦三大核心问题：植物如何区分病原菌与有益菌？如何调控微生物群以维持健康？为何致病菌存在于健康微生物组中？整合植物、微生物群和病原体的统一模型将解析其互作分子机制，并探索微生物群助力植物适应气候变化的可能性。此类模型对农业可持续发展至关重要——传统作物模型虽能模拟非生物因素（如气候、土壤）的影响，但无法评估生物胁迫或微生物组的益处。未来的混合模型需融合分子网络与农艺参数，量化生物与非生物因子的双向作用，指导作物基因改良（如抗逆性育种）和微生物组工程（如固氮共生体设计）。这些进展将扩展农业管理策略，优化精准农业实践，为应对粮食安全与气候变化提供科学支撑。