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农学院李红叶教授团队在Microbiome发表论文揭示植物叶际微生物组应对病原菌入侵的响应及潜在机制

编辑:吴旻 来源:农业与生物技术学院办公网 时间:2022年04月07日 访问次数:131  源地址

202242日,Microbiome在线发表了农学院李红叶教授团队题为The phyllosphere microbiome shifts toward combating melanose pathogen的研究论文,揭示植物叶际微生物组应对病原菌入侵的响应及潜在机制,为理解叶际微生物组响应植物病原菌入侵的作用及其对植物健康的影响提供了新的见解,并为植物的“cry for help”策略提供了叶际生态位的证据。


植物可以招募有益的微生物来增强其对病原菌的抵抗能力。然而,与根际微生物组在抑制病原菌方面的深入研究相比,叶际微生物组在应对病原菌入侵时的种群结构变化和对植物的影响在很大程度上仍然是未知的。该研究整合了16S扩增子、宏基因组测序和微生物分离培养的方法,系统地研究了受柑橘黑点病菌Diaporthecitri侵染和未侵染柑橘叶片的微生物组变化。


多种微生物组特征表明,受柑橘黑点病菌侵染的叶际微生物组发生了转变,突出表现为微生物群落均匀度的显著降低、大量新微生物的出现和加剧的微生物网络。本研究还从功能角度确定了受侵染叶片的微生物组特征,如铁竞争和潜在抗真菌特性的微生物功能富集,以及具有有益基因组特征的微生物类群富集。温室预处理后接种病原菌的试验表明,与叶际微生物组转变相关的微生物可以增强柑橘宿主应对D. citri入侵的能力,病情指数降低幅度为65.788.4%。其中,泛菌Pantoea asv90和甲基杆菌Methylobacterium asv41被认为是在侵染叶片中“招募的新微生物”,它们表现出对D. citri的拮抗活性,包括抑制孢子萌发、菌丝生长。鞘氨醇单胞菌Sphingomonas spp.呈现出对植物有益的基因组特征,并被发现是在侵染叶片中“铁复合体外膜受体蛋白”微生物功能富集的主要贡献类群。鞘氨醇单胞菌Sphingomonas asv20在缺铁条件下对D. citri的抑制能力比在铁充足条件下更强,表明铁竞争在其拮抗反应中的作用。


浙江大学生物技术研究所博士研究生李浦东为论文的第一作者,李红叶教授为论文的通讯作者。浙江大学海南研究院祝增荣教授、扬州大学张云增教授、加拿大麦克马斯特大学徐建平教授、浙江大学生物技术研究所王政逸教授、王洪凯副研究员参与了本项目的研究。浙江大学农药与环境毒理研究所王蒙岑教授参与了本研究深入的讨论并提出了宝贵的意见。本研究得到了国家现代农业(柑橘)产业技术体系(CARS-26)、浙江省重点研发计划(2019C02022)和国家重点研发计划(2017YFD0202000)的资助。

论文链接:https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-022-01234-x


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