根系微生境的代谢与解剖结构复杂性影响着其与微生物群的相互作用

《Nature Communications》：The metabolic and anatomical complexity of root microhabitats modulate their interaction with the microbiota

　　

摘要

植物根系会不断与其中的微生物群进行交流，通过调整自身结构以在非生物胁迫条件下便于微生物定植。而一旦微生物成功定植，它们也能改变根系的解剖结构。不过，协调这种相互作用的机制目前仍不甚明了。以水生植物浮萍科为研究对象，我们发现根系结构的固有复杂性决定了其对应微生物定植时的可塑性。这种由微生物群驱动的解剖结构可塑性有助于植物在营养竞争激烈的环境中生存。通过将合成根模型与真实根系相结合，我们还发现解剖结构的可塑性与微生物定植过程中的代谢重编程有关。此外，我们还发现了一种名为N⁶,N⁶,N⁶-三甲基-L-赖氨酸的植物代谢物，它能调控植物根系对应微生物定植时的解剖结构可塑性。我们的研究进一步强调了在恶劣环境条件下，微生境复杂性对微生物群聚集的重要性。