推薦：江舜堯
編譯：野草
編輯：董小橙
中山大學(xué)學(xué)者曹理想和張仁鐸等人于2019年5月15日在《Microbiome》上發(fā)表題目為《Engineering banana endosphere microbiome to improve Fusarium wilt resistance in banana》的文章。該文章通過比較香蕉根和莖尖在生長(zhǎng)和枯萎過程中的內(nèi)生細(xì)菌和真菌群落，了解香蕉枯萎病過程中關(guān)鍵菌種與植物之間的相互作用。對(duì)關(guān)鍵菌種進(jìn)行了分離，并進(jìn)一步改造以提高香蕉抗枯萎病能力。
文章摘要
背景：植物微生物組強(qiáng)調(diào)了內(nèi)生微生物組對(duì)寄主植物生長(zhǎng)和健康的重要性。微生物群落分析是一種在鑒定在群落中處于更中心位置的關(guān)鍵微生物物種的一種有效方法。本研究的目的是通過比較香蕉根和莖尖在生長(zhǎng)和枯萎過程中的內(nèi)生細(xì)菌和真菌群落，了解香蕉枯萎病過程中關(guān)鍵菌種與植物之間的相互作用。對(duì)關(guān)鍵菌種進(jìn)行了分離，并進(jìn)一步改造以提高香蕉抗枯萎病能力。
結(jié)果：香蕉內(nèi)生微生物群落結(jié)構(gòu)在植物生長(zhǎng)和枯萎過程中發(fā)生了變化。隨著香蕉植株的發(fā)育，莖尖和根的細(xì)菌和真菌多樣性增加。所有樣品中均檢測(cè)到不同相對(duì)豐度的腸桿菌科細(xì)菌群?？死撞暇赡苁窍憬队酌缟L(zhǎng)過程中的關(guān)鍵細(xì)菌。枯萎病相關(guān)鐮刀菌的相對(duì)豐度在枯萎過程中沒有增加。將內(nèi)生腸桿菌科菌株腸桿菌E5、Kosakonia sp. S1和Klebsiella sp. Kb在腸桿菌科選擇培養(yǎng)基上分離得到，并在細(xì)菌細(xì)胞壁上表達(dá)1-氨基環(huán)丙基-1-羧酸脫氨酶(分別為E5P、S1P和KbP)進(jìn)行進(jìn)一步工程設(shè)計(jì)。盆栽試驗(yàn)表明，接種E5、E5P、S1和S1P菌株的植株對(duì)枯萎病的抗性較未接種的對(duì)照植株有提高，而接種克雷伯氏菌(Kb和KbP)的植株對(duì)枯萎病的抗性沒有提高。與野生菌株E5和S1接種相比，工程菌株E5P和S1P分別顯著提高了黃萎病抗性，促進(jìn)了植株生長(zhǎng)。結(jié)果表明，香蕉菌群中的關(guān)鍵種數(shù)量可能不占優(yōu)勢(shì)，關(guān)鍵種的功能作用可能與香蕉抗枯萎病有關(guān)。
結(jié)論：工程菌ACC脫氨酶活性對(duì)抗香蕉抗枯萎病和促進(jìn)香蕉生長(zhǎng)具有重要作用。利用ACC脫氨酶在植物細(xì)胞壁上修飾關(guān)鍵菌是一種很有前景的促進(jìn)植物生長(zhǎng)和提高抗病性的方法。
關(guān)鍵詞：1-氨基環(huán)丙基-1-羧酸脫氨酶，香蕉，內(nèi)部寄生植物，腸桿菌屬，乙烯，枯萎病
文中主要圖片說明
圖1 | 外植體假莖和根(Sstem和Sroot)和健康香蕉植株的莖尖和根(Btip和Broot)的樣本中的細(xì)菌OTUs分布。
圖2 | 香蕉植株枯萎病相鄰但無枯萎癥狀的根和莖尖(Hroot和Htip)和枯萎病香蕉植株的莖尖和根(Wtip和Wroot) 樣品的真菌OTUs分布;b香蕉外植體(Sstem和Sroot)的假莖和假根，健康香蕉植株的莖尖和根系(Btip和Broot) 樣品的真菌OTUs分布
圖3 | 外植體假莖和假根(分別稱為Sroot和Sstem)中細(xì)菌OTUs的系統(tǒng)發(fā)育分析
圖4 | 健康香蕉植株莖尖和根(Btip和Broot)中細(xì)菌OTUs的系統(tǒng)發(fā)育分析
圖5 | 與枯萎植物相鄰但無枯萎癥狀的香蕉植株莖尖和根(Hroot和Htip)的細(xì)菌OTUs的系統(tǒng)發(fā)育分析
圖6 | 枯萎香蕉植株莖尖和根(Wtip和Wroot)中細(xì)菌OTUs的系統(tǒng)發(fā)育分析
圖7 | 香蕉植株枯萎病相鄰但無枯萎癥狀的根和莖尖(Hroot和Htip)，枯萎病香蕉植株的莖尖和根(Wtip和Wroot)，香蕉外植體(Sstem和Sroot)的假莖和假根以及健康香蕉植株的莖尖和根系(Btip和Broot)真菌OTUs的系統(tǒng)發(fā)育分析
圖8 | 香蕉植株枯萎病相鄰但無枯萎癥狀的根和莖尖(Hroot和Htip)，枯萎病香蕉植株的莖尖和根(Wtip和Wroot)，香蕉外植體(Sstem和Sroot)的假莖和假根以及健康香蕉植株的莖尖和根系(Btip和Broot)內(nèi)生真菌OTUs的系統(tǒng)發(fā)育分析
（1）科研 | Nature子刊：根系分泌的代謝物通過塑造根際微生物群來驅(qū)動(dòng)植物-土壤對(duì)生長(zhǎng)和防御的反饋
（2）科研 | ISME：氮沉降對(duì)全球土壤微生物的負(fù)效應(yīng) (國人作品)
（3）科研 | ISME：升溫改變功能性微生物群落增強(qiáng)有機(jī)碳分解（國人作品）
（4）科研 | Nature：地球表層土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能
（5）科研 | ISME：空間結(jié)構(gòu)對(duì)土壤微生物間一種新型營養(yǎng)缺陷相互作用的影響
（6）綜述|Nature review microbiology：多年凍土的微生物生態(tài)學(xué)
（7）科研 | 多環(huán)芳烴污染對(duì)土壤微生物多樣性及共代謝途徑的影響
（8）免費(fèi)領(lǐng)取文獻(xiàn)包 | 20篇土壤微生物與碳氮相關(guān)文章
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