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综述:土传病原体对根际微生物组的调控:挖掘病理组概念
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月07日 来源:Annals of Applied Biology 1.8
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这篇综述深入探讨了土传病原体如何通过改变根系分泌物模式和激活防御反应,调控根际微生物组(rhizosphere microbiome)的结构与功能,提出将病理组(pathobiome)概念整合到病害管理策略中,为植物抗病育种和微生物组操纵提供新思路。
土壤病害在全球范围内造成巨大作物损失。通过分析土传病原体对根际微生物组在组成和功能层面的影响,研究发现病原体感染会通过改变根系分泌物模式和激活防御反应,导致根际微生物多样性发生特征性变化。这些变化表现为特定有益微生物类群的招募,以及微生物群落结构与功能的整体重塑。
病理组(pathobiome)是指病原体-植物-微生物组三者形成的动态互作系统。在多种病理系统中观察到:1)病原体诱导的根系分泌物变化会显著影响微生物群落组装;2)受感染植物通过化学信号主动招募具有保护功能的微生物类群;3)微生物组功能变化与植物防御反应存在协同进化关系。
病原体感染触发两个关键调控途径:1)通过茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)信号通路改变根系分泌物组成;2)激活系统获得性抗性(SAR)从而改变根际微生物的定殖模式。这些变化导致:α-变形菌门(α-Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)等有益类群的富集,以及病原拮抗菌株的选择性增殖。
病理组研究为作物保护提供新策略:1)开发基于微生物组的功能标记物用于早期病害诊断;2)筛选高效生防菌株(BCAs)进行靶向调控;3)通过微生物组辅助育种培育抗病品种。特别值得注意的是,十字花科植物中发现的假单胞菌(Pseudomonas)和链霉菌(Streptomyces)功能群,展现出显著的病害抑制潜力。
建议未来研究:1)在非模式病理系统中验证微生物组功能标记物的普适性;2)解析病理组内微生物间的跨界通讯机制;3)开发基于人工智能的微生物组-病害预测模型。这些工作将推动实现从"病害治疗"到"微生物组预防"的范式转变。
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