植物叶际微生物组最新研究进展

1月1日，中科院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所辛秀芳课题组于《Journal of Integrative Plant Biology》上在线发表了题为“Phyllosphere microbiota:Community dynamics and its interaction with plant hosts”的论文。该论文综述了植物叶际微生物组方面的最新研究进展，包括参与叶际微生物组的组装和平衡维持的因素以及叶际微生物组对宿主植物的功能等。

（1）叶际微生物组的主要来源：包括土壤、种子和空气等。植物的根际和叶际微生物组都可能来自于土壤，并且这2个群落在自然环境中可能相互影响和进行微生物的交流（例如，通过风、雨水飞溅或昆虫爬行等）。（2）叶际微生物组的组装机制：根际微生物组的“多层选择模型”（multi-step model）提出了土壤中特定种类的微生物会被一定的选择机制招募到根际及根内，而叶际微生物组的组装机制还不清楚。目前发现影响叶际微生物组结构的因素包括：宿主基因型和叶龄、环境因素、微生物与微生物互作等。（3）叶际微生物组的功能：已有研究表明，叶际微生物组能够帮助植物对抗病原菌、耐受逆境（干旱、紫外线、霜冻）、提高营养的吸收以及调节植物代谢平衡等，但目前的研究都不太深入。（4）展望：目前，植物叶际微生物组的研究还处于起步阶段，在叶际微生物组的研究中存在着一定技术方法上的困难和限制，比如对基于16S rRNA基因的细菌分类分析中，常规方法提取的微生物DNA样品中存在大量的植物线粒体和质体来源的16S rDNA污染，对植物叶片样品的微生物DNA/RNA/蛋白的提取存在一定困难等。随着2代大规模测序技术、生物信息学分析流程、人工合成菌落和人工可控的植物-微生物系统（Gnotobiotic System）等功能性研究手段等的不断发展，相信未来研究会极大加深人们对叶际微生物组的认识，为现代农业中通过调控微生物组促进植物健康和产量提供更多的方案。