植物葉際微生物組最新研究進展

1月1日，中科院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所辛秀芳課題組于《Journal of Integrative Plant Biology》上在線發表了題為“Phyllosphere microbiota:Community dynamics and its interaction with plant hosts”的論文。該論文綜述了植物葉際微生物組方面的最新研究進展，包括參與葉際微生物組的組裝和平衡維持的因素以及葉際微生物組對宿主植物的功能等。

（1）葉際微生物組的主要來源：包括土壤、種子和空氣等。植物的根際和葉際微生物組都可能來自于土壤，并且這2個群落在自然環境中可能相互影響和進行微生物的交流（例如，通過風、雨水飛濺或昆蟲爬行等）。（2）葉際微生物組的組裝機制：根際微生物組的“多層選擇模型”（multi-step model）提出了土壤中特定種類的微生物會被一定的選擇機制招募到根際及根內，而葉際微生物組的組裝機制還不清楚。目前發現影響葉際微生物組結構的因素包括：宿主基因型和葉齡、環境因素、微生物與微生物互作等。（3）葉際微生物組的功能：已有研究表明，葉際微生物組能夠幫助植物對抗病原菌、耐受逆境（干旱、紫外線、霜凍）、提高營養的吸收以及調節植物代謝平衡等，但目前的研究都不太深入。（4）展望：目前，植物葉際微生物組的研究還處于起步階段，在葉際微生物組的研究中存在著一定技術方法上的困難和限制，比如對基于16S rRNA基因的細菌分類分析中，常規方法提取的微生物DNA樣品中存在大量的植物線粒體和質體來源的16S rDNA污染，對植物葉片樣品的微生物DNA/RNA/蛋白的提取存在一定困難等。隨著2代大規模測序技術、生物信息學分析流程、人工合成菌落和人工可控的植物-微生物系統（Gnotobiotic System）等功能性研究手段等的不斷發展，相信未來研究會極大加深人們對葉際微生物組的認識，為現代農業中通過調控微生物組促進植物健康和產量提供更多的方案。