• 分類：人才隊(duì)伍
• 作者：
• 來(lái)源：微生物所
• 發(fā)布時(shí)間：2025-05-30 08:40
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【概要描述】植物的表型特征與健康狀況并非孤立存在，而是受到其體內(nèi)外共棲真菌群落動(dòng)態(tài)平衡的精細(xì)調(diào)控。在這一復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)中，植物與真菌之間的相互作用，以及真菌有益類群與有害類群之間的博弈，都深受干旱等非生物環(huán)境因素的影響。 近期，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所的高程團(tuán)隊(duì)運(yùn)用前沿的全息組學(xué)（Holo - Omics）技術(shù)，將植物與真菌的多個(gè)組學(xué)數(shù)據(jù)集進(jìn)行深度整合，并結(jié)合外源代謝物添加的真菌共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，揭示了干旱脅迫下植物根系與內(nèi)生真菌之間獨(dú)特的互作機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，在干旱的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)下，植物根系通過(guò)上調(diào)乙醇胺的合成，能夠特異性地招募具有生物防治潛力的內(nèi)生真菌。這些被招募的內(nèi)生真菌展現(xiàn)出強(qiáng)大的適應(yīng)性和防御能力，它們一方面借助磷脂代謝通路增強(qiáng)自身細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，以抵御干旱帶來(lái)的滲透脅迫；另一方面，內(nèi)生真菌還會(huì)分泌鐵載體、非核糖體肽、聚酮等一系列次生代謝物質(zhì)，這些物質(zhì)猶如天然的“抗菌武器”，能夠有效拮抗病原菌的侵染。 進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，這種由內(nèi)生真菌介導(dǎo)的拮抗效應(yīng)并非在植物整個(gè)生長(zhǎng)周期內(nèi)都存在，而是具有明顯的時(shí)間窗口效應(yīng)。具體而言，該效應(yīng)僅在植物開(kāi)花前的干旱脅迫階段發(fā)生，一旦植物進(jìn)入開(kāi)花后階段，即便遭受同樣的干旱脅迫，這種拮抗現(xiàn)象也會(huì)消失。這種時(shí)間窗口效應(yīng)的形成，受到生態(tài)位空間和適合度差異的雙向調(diào)控。在開(kāi)花前，植物根系與內(nèi)生真菌之間可能存在著更為緊密的生態(tài)位聯(lián)系，且雙方的適合度匹配度較高，有利于內(nèi)生真菌發(fā)揮其生防功能；而開(kāi)花后，植物生理狀態(tài)的改變以及生態(tài)位空間的重新分配，可能導(dǎo)致這種適合度匹配度下降，從而使得內(nèi)生真菌的拮抗效應(yīng)不再顯現(xiàn)。 該研究成果以“Holo - Omics disentangle drought response and biotic interactions among plant, endophyte and pathogen”（全息組學(xué)解析植物、內(nèi)生真菌與病原菌在干旱響應(yīng)及生物互作中的關(guān)系）為題，發(fā)表在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊New Phytologist上。中國(guó)科學(xué)院微生物研究所的特別研究助理陳沛霖為論文第一作者，微生物研究所的高程研究員擔(dān)任論文的通訊作者。此外，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)和美國(guó)能源部聯(lián)合基因組研究所的科研人員也積極參與到此項(xiàng)研究中，為研究的順利開(kāi)展貢獻(xiàn)了重要力量。該研究得到了中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助，這些支持為研究的深入推進(jìn)提供了堅(jiān)實(shí)的保障。 干旱、植物、內(nèi)生真菌與植物病原真菌關(guān)系的結(jié)構(gòu)方程模型 原文鏈接：https://doi.org/10.1111/nph.70155