种子微生物组通过协调激活ABA（脱落酸）和SA（茉莉酸）信号通路，赋予小麦对土壤传播的黄斑病毒的抗性

《Plant and Soil》：Seed microbiome confers wheat resistance to soil-borne yellow mosaic virus through coordinated activation of ABA and SA signaling pathways

小麦黄化病毒（WYMV）通过拟南芥斑潜蝇传播，威胁全球小麦生产。本研究通过12个抗性差异显著的冬小麦品种，整合种子微生物组分析、可培养内生根系接种实验、水培系统验证及防御基因表达谱研究，发现抗性品种种子内共生微生物丰富度更高，富含苏云金杆菌（Bradyrhizobium）、鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas）等有益菌，微生物网络更简单且负相互作用比例更高，其核心菌群如芽孢杆菌（Bacillus）和伯克霍尔德菌（Burkholderia）通过ABA（SnRK2、LIPASE、TaPYL）和SA（PR2、PR3、PR5、SAG3）信号通路协同抑制病毒积累，较易感品种提升12.9%-20.7%的抗性效果。本研究揭示种子微生物组通过激素调控介导抗病毒机制，为可持续防控土传病毒提供新策略。

　　

摘要

目的

由Polymyxa graminis传播的土传小麦黄花叶病毒（WYMV）对全球小麦生产构成了严重威胁。尽管种子微生物组是根际和根组织的第一个定植者，但其在抵御土传WYMV方面的作用尚未得到充分研究。

方法

本研究使用了12个对WYMV具有不同抗性的小麦品种，结合种子微生物组特征分析、可培养种子内生菌接种实验、水培验证实验以及防御基因表达谱分析，以阐明种子微生物组对抵抗土传病毒的作用。

结果

我们发现，抗性品种的叶片（减少33.5%）和根部（减少31.9%）中的WYMV载量显著降低，同时根部中P. graminis的定植程度也较低（减少12.9%）。这些抗性品种的种子内生菌具有更高的细菌多样性，并富含潜在有益菌类，包括Bradyrhizobium、Sphingomonas和Epicoccum。抗性品种的微生物网络较为简单，负相互作用的比例较高，且包含与病原体抑制和生长促进相关的关键菌类（如Bacillus和Burkholderia）。重要的是，来自抗性品种的可培养内生菌接种可抑制WYMV的积累，其效果为12.9%–20.7%，并诱导了脱落酸（ABA；SnRK2, LIPASE, TaPYL）和水杨酸（SA；PR2, PR3, PR5, SAG3）信号通路的协同上调。相比之下，来自感病品种的内生菌几乎没有效果。

结论

本研究揭示了种子内生微生物组通过微生物组介导的激素调节作用来赋予抗病毒抗性的机制，为利用天然种子微生物群落进行土传病毒病的可持续管理提供了理论基础。