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自从大约4亿5千万年前出现最早的陆生植物以来，植物与微生物之间的相互作用塑造了植物的进化、生态学特性和性能。在这些微生物中，链霉菌属（Streptomyces）物种是一个重要的群体。链霉菌属是放线菌门中最大的一个属，在所有生态系统中广泛分布，从干燥和寒冷的草地、灌木丛到湿润和热带森林，并存在于从土壤到动物肠道和植物等众多环境中。在与植物相关的环境中，链霉菌属物种在根际、根表面和内部（内生区）、以及花蜜等部位繁盛，显示出每个部位内的高系统发育多样性，但在叶面和种子上的丰度较低。类似于真菌包围植物根系的菌丝状结构，链霉菌属物种能够形成广泛的网络覆盖植物根系，占据生态位，从而提高植物对环境胁迫的抵抗力。由于它们具有多种有益于植物的特性，链霉菌属物种被广泛用作农业中的生物防治剂和生物刺激剂。这些有益特性包括通过产生生物活性化合物对病原体产生拮抗效应，到提供植物激素吲哚-3-乙酸（IAA）、脱落酸（ABA）和1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）脱氨酶，这些物质调节植物非生物胁迫的抗性。然而，链霉菌属物种在与植物建立互利共生关系方面的作用，特别是在帮助植物应对盐碱和干旱方面，进一步凸显了它们的重要性，而不仅仅是提供次级代谢物。并非所有的链霉菌属物种都是有益的；尽管极为罕见，但有些物种如S. scabies和S. turgidiscabies包含导致植物根部和块茎普通疮痂病的病原体，其致病因子包括植物毒素。干旱是影响生态系统功能（包括初级生产力）最强烈的胁迫因素之一。预计在未来几年内，全球许多地区的干旱频率和强度将显著增加，这对生态系统构成了重大威胁。证据表明，干旱对与植物相关联的微生物群落的影响呈现出一种在不同宿主植物种类、不同地点和土壤中保守的模式。这表现为在干旱胁迫下或在降水量相对蒸发量减少的植物-土壤系统中，尤其是链霉菌属物种在内的革兰氏阳性细菌类群的富集。与其它微生物类群相比，链霉菌属具有较高的耐旱性，并能产生一系列代谢产物来提高植物对干旱的抗性。例如，链霉菌属 物种提供了多种渗透调节剂、多糖、酶和植物激素，以帮助宿主植物在干旱条件下进行渗透调节。这种产生生物活性代谢物的能力对于它们的生态角色至关重要，使链霉菌属物种能够在资源和空间的竞争中与其他微生物竞争。总体而言，在宿主植物遭受非生物胁迫时，链霉菌属物种的富集突显了它们作为研究干旱条件下植物-微生物相互作用模型的潜力。2024年7月24日，国际权威学术期刊Nature Plants发表了澳大利亚西悉尼大学刘洪伟博士等人发表的最新成果，题为Harnessing co-evolutionary interactions between plants and Streptomyces to combat drought stress的观点综述论文。本文综合了新兴的研究成果，揭示了链霉菌属物种在植物和土壤环境中多方面的相互作用。同时也探讨了植物与链霉菌属物种之间潜在的共同进化关系，这种关系促进了互利共生关系的形成，从而赋予植物耐旱能力。作者提出，进一步增进对植物与链霉菌属物种间生态进化相互作用的基本认识至关重要，并且具有重大前景，可以开发出有效策略来对抗干旱胁迫，确保气候变化背景下的可持续农业和环境可持续性。作者提出了基于科学证据和理论的新概念，旨在激发科学辩论并指导该领域的未来研究。这篇文章的讨论采用了全属范围的方法，但在可能的情况下指定了特定的链霉菌属物种或菌株。![]()
干旱引起的植物相关链霉菌属物种的定殖和相互作用模式的变化
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利用链霉菌属工程技术提高农业生产及生态系统功能
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