德国马普所揭示内质网调节根际微生物群落聚集机制

• 全文链接

关键词：

来源：

Ad植物微生物

全文链接：

//agri.nais.net.cn/topic/downloadFile/6a614da9-0868-4e67-8f5a-c23a70562257

来源地址：

https://mp.weixin.qq.com/s/G23_49rEYqMFThT_Qjb6MA

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：

2023-10-12

摘要：

近日，New phytologist杂志在线发表德国马普所Ryohei Thomas Nakano团队题为 “ ER body-resident myrosinases and tryptophan specialized metabolism modulate root microbiota assembly”的研究论文。植物根际是指植物的根表以及受根系直接影响的土 壤区域，它是植物根系对土壤产生直接、强烈影响的区域，与土壤本身的物理、化学 和生物性质有所不同。这个区域中存在大量与植物相互作用的微生物，被称为根际微 生物。这些微生物在植物的生长和发育以及植物病虫害的生物防治等方面扮演着非常 重要的角色。内质网体(Endoplasmic reticulum bodies)是内质网衍生的结构，含有大量 PYK10黑芥子酶，该酶可以水解色氨酸(Trp)衍生的吲哚硫代葡萄糖苷(Indole glucosinolates, IGs)。IGs是一类在植物中广泛存在的次生代谢产物，通过植物根系释放 到土壤中。目前的研究表明，IGs分解产生的异硫氰酸盐具有抗菌活性，可以抑制土壤 中的病原微生物生长，从而减少植物的病害发生率。特定的IGs可以选择性地促进或抑 制某些微生物的生长，从而影响土壤微生物群落的组成和功能。此外，IGs还参与调控 植物的养分吸收、生长发育以及抵御逆境等等。考虑吲哚硫代葡萄糖苷在根-土壤相互 作用中发挥重要作用，但是根中的内质网体对于根-土壤界面与土壤微生物互作的影响 尚不明确。他们的研究表明内质网对调节根际微生物群很重要，部分是通过调控色氨 酸衍生的相关代谢物分泌到根际。首先，研究者使用内质网体突变体(nai1)、内质网体 内黑芥子酶突变体(pyk10bglu21)、吲哚硫代葡萄糖苷生物合成突变体(myb34/51/122) 和色氨酸特异代谢(cyp79b2b3)突变体，分析它们在自然土壤中的根微生物群落，评估 外源收集的根分泌物对土壤或合成微生物群落的影响，并在单关联设置中测试它们对 真菌内生菌的反应。结果表明，突变体在根际和内层的细菌和真菌群落均有不同。用 突变体的根分泌物处理的自然土壤和细菌合成群落表现出与野生型分泌物处理的不 同的微生物特征。并且大多数内生菌严重抑制cyp79b2b3的生长，部分抑制pyk10bglu21 的生长。该项研究结果表明，根内质网体及其包含的黑芥子酶调节根分泌代谢，从而 影响根与微生物群的相互作用。这一研究对寻求管理健康土壤的新解决方案具有重要 意义。