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土著微生物菌群间的“便利关系”也为病原菌入侵植物提供了“便利”

发布日期: 2018-11-23 17:17:39 浏览次数:

11月20日,我院沈其荣教授团队根际微生态实验室在根际微生物互作与作物健康领域又取得重要进展,成果以题为“Facilitation promotes invasions in plant-associated microbial communities”发表于生态学领域顶级期刊《Ecology Letters》(5年影响因子13.237)。李梅博士生和韦中副教授为共同第一作者,韦中副教授和沈其荣教授为共同通讯作者。这是我院继今年5月邹建文教授团队和胡水金教授团队之后,在该期刊上发表的第3篇研究论文。农业资源与环境学科生物学研究创新引智(111)项目基地专家Alexandre Jousset博士、Ville Petri Friman博士和ThomasPommier博士参与这一工作。

自然界中,植物根际(资源相对丰富的区域)定殖着大量复杂多样的微生物。在利用这些资源的过程中,微生物群落成员并不是独立存在的,而是与其它微生物形成了包括互利共生、剥削、偏害、偏利、竞争和中立等复杂的菌群生态互作网,与作物健康息息相关。研究人员认为土著微生物群落成员间的互作关系可能会影响着植物土传病原菌(主要通过根系入侵植物)在根际的定殖以及后续对植物根系的入侵。那么什么样的群落成员互作关系有利于/不利于病原菌入侵呢?是否可以利用简单的两两互作预测复杂群落的互作关系以及入侵抵抗力呢?

2015级直博生李梅刚入学,在导师的引导下就开始挑战这个有趣的科学问题。研究团队以六种根际土著细菌为材料,组建简单的模式微生物群落。首先表征了土著群落成员两两互作关系(对抗Competition和便利Facilitation)和抵御病原菌入侵的能力,然后探究是否可以利用这些相互作用预测更复杂的群落抗入侵的能力。最后发现便利型土著微生物群落促进了病原菌的入侵(土著微生物之间相互提供“便利”,也大大增加了病原菌获取“便利”的机会),而对抗型土著微生物群落则抑制了病原菌的入侵(相互制衡的群落关系可以有效制约机会主义者)。尤为重要的是,简单群落成对相互作用可以较好地预测多物种复杂群落的互作关系以及对病原菌入侵的抵抗能力。近年来,土传连作病害对农业威胁越来越大,这一研究对于筛选有益微生物,开发高效提升根际健康的复合益生菌群产品有重要参考意义。

近年来,沈其荣教授团队在973项目、国家自然科学基金和111项目等资助下,围绕土壤连作土传病害这一重大问题,在揭示抑病型土壤微生物区系形成机制、高效有益菌群构建和高产抑病型土壤微生物群落调控等方面取得重要突破。相关工作在Nature Communications、Trends in Plant Science、ISMEJ和mBio等国际著名期刊发表。

据了解,这是我院继今年5月邹建文教授团队和胡水金教授团队之后,在该期刊上发表的第3篇研究论文,也是以我国高校和科研机构为通讯作者单位在该期刊上今年发表的第6篇论文。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ele.13177

 

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