背景
植物相关微生物可以在各种植物生态位中找到，共同构成了植物微生物群。植物微生物群的组成已经在模型物种中得到了广泛的研究，但仍需要深入了解与植物健康相关的微生物群组装。姜作物根腐病已被归因于多种不同的致病因子。鉴于其全球相关性，研究人员以生姜和根腐病为模型，来阐明与植物健康相关的代谢组驱动的微生物群组装。
结果
本研究深入探讨了健康与病害姜作物中土壤和内生微生物群落的多样性，重点研究了细菌和真菌微生物对植物健康的影响，以及促进健康微生物群落形成的特定代谢产物。代谢条形码技术使得研究能够深入分析相关的微生物群落。在每个生态位水平上，优势菌属代表了各自的微生物分类群。根据线性判别分析效应量， Sphingomonas、Quadrisphaera、Methylobacterium-Methylorubrum、Bacillus等细菌种类以及Pseudaleuria、Lophotrichus、Pseudogymnoascus、Gymnoascus、Mortierella和Eleutherascus的真菌种类与植物健康相关。与根腐病相关的细菌失调是由于Pectobacterium、Alcaligenes、Klebsiella和Enterobacter的相对富集所致。同样，真菌群落的失衡是由于Gibellulopsis、Pyxidiophorales和Plectosphaerella的富集所致。非靶向代谢组学分析揭示了多种代谢产物，这些代谢产物在多种微生物生态位中与植物健康密切相关的微生物组组装中发挥着重要作用。同时，6-({[3,4-dihydroxy-4-(hydroxymethyl)oxolan-2-yl]oxy}methyl)oxane-2,3,4, 5-tetrol在健康姜植株的整个水平上存在。与健康姜植株相比，与根腐病相关的高丰度代谢产物中，脂质和类脂质分子占最重要的比例。
结论
本研究显著提高了对代谢组驱动的微生物群结构的理解，以应对作物保护的影响。微生物群的组装而非特定微生物的出现驱动了生姜植物的健康。大多数微生物种类和代谢产物在生姜植物中尚未被识别。所描述的本土微生物群落和代谢产物可支持未来诱导植物抗病性的策略。它们为进一步探索与经济作物相关的病原体、生物防治剂和植物生长促进剂提供了基础。
期刊简介
BMC 开放获取期刊 Microbiome 致力于为微生物生态学的研究人员提供一个良好的学术研讨平台。期刊接收范围包括微生物群在人类、动物、植物或环境中定殖的研究。
2023 IF：13.8
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Metabolome-driven microbiome assembly determining the health of ginger crop (Zingiber officinale L. Roscoe) against rhizome rot
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