PNAS-2018-根系分泌物香豆素調控微生物群落結構並促進植物健康
PNAS今天4月23日發表了關於根系分泌物影響菌群結構的文章。是於Jeffery L. Dangl負責處理的稿件。
根系分泌物調節根系菌群，促進植物健康生長
創作：沈誌勛 審核：沈誌勛 05月21日
① 植物根部特異性轉錄因子MYB72調節鐵動員熒光酚類化合物的生物合成，分詞短語隨後β-葡糖苷酶BGLU42的活性對與這些化合物分泌至植物根系是必需的
② 具有抗菌活性的香豆素東莨菪亭是這些根系分泌物中的主要代謝產物
③ 東莨菪亭選擇性地影響了植物根系的菌群群落組裝，抑制土壤來源的真菌病原體——尖孢鐮刀菌及黃萎病菌
④ 一些可促進植物生長的益生菌對東莨菪亭的抗菌能力具有耐受性。
主編評語
PNAS上發表的最新研究，發現一種植物根部特異性轉錄因子MYB72可促進以香豆素東莨菪亭為主的根系分泌物的產生，具有抗菌活性的東莨菪亭可抑制植物病原體的生長，但對促植物生長的植物益生菌無影響。
根系分泌物的作用有兩種，胡蘿蔔(引吸某些種菌，作為他們的營養素)加大棒(驅趕或抑制某些種類菌)；根尖不同部位，分泌的代謝物不同
研究微生物與植物根系的互作，一般聚焦於某種特定環境；研究發現，植物響應非生物脅迫和生物脅迫時，具有一些相同的調控組件，如某些轉錄因子，這些共同組件基因如何影響根系微生物組，引起研究者的興趣
首先驗證試驗，證明缺鐵誘導香豆素合成，且依賴於MYB72和BGLU42；而且這兩種基因功能缺失突變體，根系代謝組與野生型有顯著差異
從眾多代謝物中挑選出顯著依賴兩種基因的代謝物，scopoletin，且通過根外、根內濃度推導出了這兩種基因是如何調控scopoletin合成及分泌的
檢測了很多代謝物濃度，發現一些不受這兩種基因影響，一些受MYB72影響，只有scopoletin同時受這兩種基因影響
圖A表明，有益菌可以刺激Scopoletin的合成；圖B表明缺鐵脅迫下，植物根系WCS47的定殖不受影響，進而擴展到香豆素不影響有益菌，而顯著影響有害菌的定殖、生長
Stringlis, I. A., et al. “MYB72-dependent coumarin exudation shapes root
microbiome assembly to promote plant health. ” Proceedings of the National
Academy of Sciences (2018):201722335.
http://www.pnas.org/content/115/22/E5213
根系分泌物調節根系菌群，促進植物健康生長
http://www.mr-gut.cn/papers/read/1075907693
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