PNAS | 研究揭示田间植物对核心微生物群群的遗传效应影响宿主的适应性！

2022年7月26日 0条评论 326次阅读 0人点赞

尽管宿主和微生物伙伴之间复杂的相互作用被越来越多地记录下来，但我们对宿主如何以及为什么在自然界中塑造微生物群落仍然知之甚少。此外，宿主对微生物群落的遗传影响因环境的不同而有很大的差异，使我们对哪些微生物受到影响以及哪些植物功能是重要的结论模糊不清。

2022年7月22日，国际权威学术期刊PNAS发表了美国芝加哥大学Joy Bergelson团队的最新相关研究成果，题为Plant genetic effects on microbial hubs impact host fitness in repeated field trials的研究论文。科研人员在瑞典北部和南部进行了重复的实地研究，利用全基因组关联图谱绘制了微生物群落网络中的宿主遗传效应。通过关注不同地点的一致效应，科研人员发现遗传变异对重要的核心菌群的影响，这些核心菌群以一种对环境稳健的方式对植物的适应性做出贡献。科研人员的结果表明，目前为农业目的利用宿主基因型对微生物组的影响的努力可能是成功的，并强调在这些努力中明确考虑非生物变异的价值。

科研人员在8个田间实验中对200个拟南芥基因型的叶片微生物群进行了表征，并检测到宿主对特定的、分布广泛的微生物物种（OTU）的一致影响。宿主的遗传效应不成比例地影响着中心生态枢纽，特定OTU的遗传性随着它们与微生物网络中最近的枢纽的距离而下降。这些宿主效应可能反映了OTU优先与特定的基因型联系在一起，或者反映了它们内部不同的微生物。与微生物中心相关的宿主遗传学解释了不同地点和年份的宿主基因型之间终生种子产量的10%以上的变化。科研人员成功地培养了这些微生物核心菌群之一，并证明了它在不育条件下对植物的生长促进作用。最后，全基因组关联图谱确定了许多推定的因果基因，这些基因对不同地点和年份的核心菌群的相对丰度有小的影响，这些基因富集在那些参与特殊代谢物、辅酶和免疫系统的合成的基因。使用非靶向代谢组学，科研人员证实了田间地头的专门代谢物和核心菌群的变化之间的一致联系。总之，科研人员的研究结果显示，宿主的遗传变异以一致的方式影响不同环境中的微生物群落，这些影响有助于宿主基因型之间的适应性变化。