近日，國際權(quán)威期刊《Molecular Plant》在線發(fā)表我院沈其榮院士團隊微生態(tài)與根際健康實驗室（簡稱LorMe）的最新研究成果《RIN enhances plant disease resistance via root exudate-mediated assembly of disease-suppressive rhizosphere microbiota》，標志中低產(chǎn)田專項根際合生元生物靶向調(diào)控產(chǎn)品的研發(fā)取得新突破。

土壤生物障礙發(fā)生的實質(zhì)是土壤微生物與作物形成的根際互惠功能體運行效率低，互作不暢通。提升根際互惠功能體的關(guān)鍵是挖掘根際核心功能微生物及其益生物質(zhì)（益生元），精準設(shè)計根際合生元（有益菌及其匹配益生元）。LorMe實驗室通過比較野生型番茄和RIN基因突變體番茄根際微生物消減土壤青枯菌生物障礙的差異，闡明了RIN通過調(diào)控番茄根系代謝物關(guān)鍵組分（核黃素和3-羥基黃酮），招募抑制病原青枯菌的鏈霉菌，增強根際互惠功能的微生態(tài)機制。該工作為篩選和構(gòu)建消減土壤生物障礙的根際合生元提供了創(chuàng)新思路，豐富了根際互惠功能體作用的理論框架。

土壤生物障礙的發(fā)生往往集中在植物的開花結(jié)果期，RIN（RIPENING-INHIBITOR）轉(zhuǎn)錄因子在影響乙烯代謝、果實成熟等方面已有大量研究，但其在影響植物健康并調(diào)控根際微生物群落方面的作用和機制尚不明確。LorMe實驗室發(fā)現(xiàn)RIN基因在土壤微生物群落介導(dǎo)的根際免疫功能中發(fā)揮重要作用：rin突變體土壤青枯菌生物障礙嚴重程度顯著高于WT（野生型），根際細菌群落結(jié)構(gòu)和功能顯著改變。與WT相比，rin根際放線菌門，尤其是鏈霉菌屬的相對豐度顯著降低，細菌群落互作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更簡單松散，多種抗菌活性物質(zhì)合成基因通路相對豐度顯著下降；根系代謝組結(jié)果表明rin根系分泌更少的核黃素和3-羥基黃酮等物質(zhì)。進一步研究發(fā)現(xiàn)，回補這兩種物質(zhì)可恢復(fù)rin根際的微生物群落組成、多樣性和植物抑病能力，尤其是提高了鏈霉菌的豐度。后續(xù)研究結(jié)果表明將核黃素、3-羥基黃酮與鏈霉菌構(gòu)建形成合生元，可以高效消減土壤青枯菌生物障礙。

本研究表明類似于RIN的重要基因，除了參與生長發(fā)育和果實成熟等關(guān)鍵功能，還可能直接或間接影響根系關(guān)鍵代謝組分，調(diào)控根際核心微生物與植物互惠關(guān)系，進而影響植物健康?；谶@一根際互惠機制，可篩選構(gòu)建高效的根際合生元，為土壤生物障礙靶向消減提供科學(xué)依據(jù)。

番茄RIN基因調(diào)控根系分泌物形成抑病型根際菌群的微生態(tài)機制

畢業(yè)博士生楊可銘、付蕊欣為論文第一作者，LorMe實驗室韋中教授、楊天杰副教授和廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院王益奎研究員為通訊作者。沈其榮院士、徐陽春教授、赫爾辛基大學(xué)Ville-Petri Friman教授等參與指導(dǎo)了該項研究。該研究得到國家重點研發(fā)計劃青年科學(xué)家項目、國家自然科學(xué)基金和中央高?；緲I(yè)務(wù)費等項目的資助。

全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674205223002204

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