PNAS-2018-根系分泌物香豆素调控微生物群落结构并促进植物健康

Posted 2021-01-19 zhaolide

PNAS今天4月23日发表了关于根系分泌物影响菌群结构的文章。是于Jeffery L. Dangl负责处理的稿件。

根系分泌物调节根系菌群，促进植物健康生长

创作：沈志勋 审核：沈志勋 05月21日

① 植物根部特异性转录因子MYB72调节铁动员荧光酚类化合物的生物合成，分词短语随后β-葡糖苷酶BGLU42的活性对与这些化合物分泌至植物根系是必需的

② 具有抗菌活性的香豆素东莨菪亭是这些根系分泌物中的主要代谢产物

③ 东莨菪亭选择性地影响了植物根系的菌群群落组装，抑制土壤来源的真菌病原体——尖孢镰刀菌及黄萎病菌

④ 一些可促进植物生长的益生菌对东莨菪亭的抗菌能力具有耐受性。

主编评语

PNAS上发表的最新研究，发现一种植物根部特异性转录因子MYB72可促进以香豆素东莨菪亭为主的根系分泌物的产生，具有抗菌活性的东莨菪亭可抑制植物病原体的生长，但对促植物生长的植物益生菌无影响。

根系分泌物的作用有两种，胡萝卜(引吸某些种菌，作为他们的营养素)加大棒(驱赶或抑制某些种类菌)；根尖不同部位，分泌的代谢物不同

研究微生物与植物根系的互作，一般聚焦于某种特定环境；研究发现，植物响应非生物胁迫和生物胁迫时，具有一些相同的调控组件，如某些转录因子，这些共同组件基因如何影响根系微生物组，引起研究者的兴趣

首先验证试验，证明缺铁诱导香豆素合成，且依赖于MYB72和BGLU42；而且这两种基因功能缺失突变体，根系代谢组与野生型有显著差异

从众多代谢物中挑选出显著依赖两种基因的代谢物，scopoletin，且通过根外、根内浓度推导出了这两种基因是如何调控scopoletin合成及分泌的

检测了很多代谢物浓度，发现一些不受这两种基因影响，一些受MYB72影响，只有scopoletin同时受这两种基因影响

图A表明，有益菌可以刺激Scopoletin的合成；图B表明缺铁胁迫下，植物根系WCS47的定殖不受影响，进而扩展到香豆素不影响有益菌，而显著影响有害菌的定殖、生长

Stringlis, I. A., et al. “MYB72-dependent coumarin exudation shapes root microbiome assembly to promote plant health. ” Proceedings of the National Academy of Sciences (2018):201722335. http://www.pnas.org/content/115/22/E5213

根系分泌物调节根系菌群，促进植物健康生长
http://www.mr-gut.cn/papers/read/1075907693

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