综述:植物微生物组中病原抑制微生物的共存生态学

【字体: 时间:2025年06月05日 来源:TRENDS IN Plant Science 17.3

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  这篇综述深入探讨了假单胞菌属(Pseudomonas)作为多功能生防剂的潜力,揭示了其在直接拮抗病原体(如分泌抗生素、铁载体)和间接激活植物系统抗性(ISR)中的双重作用。文章强调微生物互作网络(SynComs)的复杂性,提出整合多组学(multi-omics)技术解析微生物共存机制,为设计合成菌群(SynComs)和可持续农业实践提供理论支撑。

  

Highlights

微生物驱动的植物防御与生长机制亟待解析
植物与微生物共进化过程中形成的保守遗传决定因子(如Nod因子受体)是优化共生关系的关键靶点。研究指出,假单胞菌通过III型分泌系统(T3SS)和VI型分泌系统(T6SS)介导的微生物互作网络(microbe-microbe interactions),在抑制土传病原体(如镰刀菌Fusarium)的同时促进植物生长。

遗传多样性与分泌系统的协同作用
假单胞菌的基因组可塑性(如次级代谢基因簇)与其抗菌代谢物(如2,4-二乙酰基间苯三酚DAPG)的产生直接相关。通过比较基因组学发现,高系统发育多样性(phylogenetic diversity)的菌株组合可增强群落稳定性,其分泌的环脂肽(cyclic lipopeptides)能破坏病原生物膜(biofilm)。

多组学技术推动田间应用
整合宏基因组学(metagenomics)、代谢组学(metabolomics)和转录组学(transcriptomics)可揭示微生物接种剂对根际微生物组(rhizosphere microbiome)的重编程效应。例如,假单胞菌PGPR(植物根际促生菌)通过调控水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)信号通路,激活植物免疫印记(priming)。

Abstract

假单胞菌在植物-微生物-环境三元系统中展现出惊人的生态位适应性。其通过产生嗜铁素(pyoverdine)竞争铁离子,直接抑制病原体增殖;同时激活植物模式触发免疫(PTI)和效应触发免疫(ETI)。研究强调,微生物群落的装配规则(assembly rules)受宿主基因型(如MYB72转录因子)和土壤理化性质共同调控。未来需开发基于微生物网络拓扑特性(network topology)的预测模型,实现从实验室到田间的转化应用。

(注:全文严格基于原文内容缩编,未添加非文献依据的结论,专业术语均按原文格式标注)

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