Nature Communications | 研究揭示番茄根际微生物组组装的遗传基础！

2022年7月22日 0条评论 730次阅读 0人点赞

根部和地上部分的微生物组是植物生长和植物对生物和非生物胁迫因素的耐受性的基础。这些有益的相互作用的结果是出现了特定的微生物组相关的表型（MAPs），如抗旱性、抗病性、发育和杂种优势。栖息在植物根部表面或内部组织中的微生物被以初级和次级代谢物形式存在的各种植物来源的化合物所选择性地培育。微生物通过支持植物的生长和产生代谢物来回报，这些代谢物介导了营养物质的获取和病原体的抑制等过程。开发这种“化学对话“的遗传结构蓝图，以及这些相互作用如何导致特定的MAPs，是目前植物微生物组研究的关键焦点之一。承诺是这些基因组和化学蓝图可以被整合到作物育种计划中，形成新一代的“微生物协助“作物，这些作物至少可以部分依靠微生物组的特定成员来进行胁迫保护、增强生长和提高产量。

2022年6月，国际权威学术期刊Nature Communications发表了荷兰皇家生态研究所Jos M. Raaijmakers团队的最新相关研究成果，题为Disentangling the genetic basis of rhizosphere microbiome assembly in tomato的研究论文。

微生物组在植物生长和健康中起着举足轻重的作用，但参与微生物组组装的遗传因素在很大程度上仍然难以确定。在这篇文章中，科研人员将根际微生物组的分子特征绘制成野生和驯化番茄的不同杂交种群的数量性状。对优先考虑的番茄数量性状位点的基因内容分析表明，各种根际菌系的不同招募有其遗传基础，包括一个与链霉菌相关的6.31Mbp区域，该区域包含了番茄驯化的扫荡，并编码了铁调节因子FIT和水通道水蛋白SlTIP2.3等。在根系相关的链霉菌和纤维弧菌的宏基因组中，科研人员确定了参与植物多糖、铁、硫、海藻糖和维生素代谢的细菌基因，其遗传变异与特定的番茄QTLs有关。通过整合“微生物组学“和定量植物遗传学，科研人员确定了作为微生物组组装基础的植物和互惠根际细菌性状，从而为植物–微生物组育种计划提供了第一步。