農(nóng)學(xué)院與環(huán)資學(xué)院等合作通過(guò)大尺度微生物組揭示茶樹葉際穩(wěn)態(tài)維持機(jī)制
2022年4月21日，Journal of Advanced Research在線發(fā)表了農(nóng)學(xué)院聯(lián)合環(huán)資學(xué)院等多家單位合作的研究成果“Continental scale deciphering of microbiome networks untangles the phyllosphere homeostasis in tea plant”，研究解析了茶樹微生物組的大尺度組裝和互作網(wǎng)絡(luò)，揭示了茶樹葉際穩(wěn)態(tài)的維持機(jī)制。
植物宿主共進(jìn)化的微生物群的組裝和共存是重要的生態(tài)和進(jìn)化過(guò)程，對(duì)植物健康和生態(tài)功能都至關(guān)重要。然而，目前對(duì)于高等植物中微生物組的組裝和共生機(jī)制認(rèn)識(shí)甚少。先前，茶葉所和農(nóng)藥所合作研究表明茶樹葉際微生物組的組裝有利于生態(tài)健康，同時(shí)闡釋了茶樹葉際微生物的時(shí)間代謝響應(yīng)機(jī)制，但是茶樹微生物組的組裝和及其對(duì)葉際穩(wěn)態(tài)的潛在影響仍未被揭示。
該研究采集了涵蓋國(guó)內(nèi)茶葉主產(chǎn)區(qū)的15個(gè)省，共45個(gè)茶園的225個(gè)樣本，通過(guò)整合高通量測(cè)序、理化特性分析、生物信息學(xué)等技術(shù)手段，揭示了茶樹中微生物群落的組裝規(guī)律及核心微生物，并進(jìn)一步采用合成群落、菌群互作實(shí)驗(yàn)和RT-qPCR等方法闡明了核心微生物在維持葉際穩(wěn)態(tài)中的功能。研究結(jié)果表明茶樹微生物群落在組裝過(guò)程中存在隨機(jī)性和確定性之間的平衡，在根旁和根際土中的組裝過(guò)程以確定性過(guò)程為主，氨基酸則作為環(huán)境選擇的關(guān)鍵因素驅(qū)動(dòng)了根和葉中微生物組裝的隨機(jī)過(guò)程。鞘氨醇單胞菌（Sphingomonas）、草螺菌（Herbaspirillum）、馬賽菌（Massilia）等7個(gè)屬?gòu)耐寥擂D(zhuǎn)移到葉中，形成葉際關(guān)鍵核心菌群并通過(guò)弱化病原菌關(guān)鍵毒力基因的表達(dá)來(lái)維持茶樹的葉際穩(wěn)態(tài)。該研究揭示了茶樹微生物組組裝的基礎(chǔ)機(jī)制及對(duì)葉際穩(wěn)態(tài)的潛在影響，不僅為深入理解茶樹微生物組的生物學(xué)功能機(jī)制提供了參考，同時(shí)為茶樹微生物資源的挖掘和利用提供了重要信息。
論文的第一作者為浙江大學(xué)茶葉所徐平副教授，通訊作者為浙江大學(xué)農(nóng)藥所王蒙岑教授與環(huán)資學(xué)院土水資源與環(huán)境研究所馬斌研究員。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jare.2022.04.002
（茶葉科學(xué)研究所）
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