在黄进课题组每周的文献分享组会上由冉璐妮分享文献，该文章发表于Microbiome（中科院一区Top，IF=12.7，第一作者：Hong-Mei Jia、Jie Zhou，通讯作者：Dong-Mei He、Zhu-Yun Yan）。

一、研究背景：气候变化下的丹参生存挑战与微生物的潜在价值

全球变暖引发的干旱与高温胁迫，正成为制约植物生长的主要环境压力，尤其对药用植物丹参（Salvia miltiorrhiza）影响显著，严重影响其临床应用价值。

在自然环境中，植物与微生物的互作是抵御逆境的重要策略。微生物可通过提高叶绿素含量、促进养分吸收、积累渗透保护物质等方式帮助植物缓解胁迫，但丹参根际微生物群落如何响应干旱高温胁迫，以及驱动这些变化的潜在机制仍不明确。此外，植物通过根系分泌物调控微生物群落的过程（如招募有益二菌群）是抗逆的关键，但药用植物在此过程中的具体代谢调控机制长期被忽视。

为此，该研究提出假设：胁迫下丹参会通过关键根系分泌物招募特定微生物增强抗逆性，并通过多组学技术与验证实验揭示这一机制。

二、研究结果：微生物驱动的丹参抗逆机制

1. 微生物显著缓解丹参的胁迫损伤

实验对比了对照组（CK）、高温（T）、干旱（D）、干旱高温复合胁迫（TD）下丹参的生理指标，发现微生物接种能显著提高干旱胁迫下丹参的鲜重、叶片含水量及叶绿素含量，同时促进氮、磷吸收，减少膜损伤标志物 MDA 的积累。并且微生物还能特异性促进丹参活性成分积累，如干旱胁迫下接种组的丹参酮类成分含量显著升高，印证了微生物对丹参的双重提升作用。

2. 细菌对胁迫更敏感，类芽孢杆菌是关键抗逆菌群

通过微生物组学方法测序发现，细菌对气候胁迫的响应比真菌更显著：干旱（D）和复合胁迫（TD）下，根际类芽孢杆菌（Paenibacillus）的相对丰度显著升高，而高温（T）下链霉菌（Streptomyces）富集。再由合成群落（SynCom）实验验证，由 5 种类芽孢杆菌组成的 SynCom SM1 能显著提高干旱胁迫下丹参的生物量和活性成分含量，而链霉菌组成的 SynCom SM2 在高温下效果不佳，进一步证实类芽孢杆菌是干旱胁迫的核心有益菌。

3. β- 榄香酮酸：介导类芽孢杆菌富集的关键代谢物

非靶向代谢组学分析发现，干旱胁迫下丹参根系分泌的 β- 榄香酮酸（β-elemonic acid）是驱动类芽孢杆菌富集的 “信号分子”：通过外源施加 β- 榄香酮酸后观察到干旱组的类芽孢杆菌绝对丰度显著高于其他组，且丹参生物量在类芽孢杆菌存在时显著增加。这一过程形成 “丹参分泌 β- 榄香酮酸→类芽孢杆菌富集→增强丹参抗旱性” 的闭环，揭示了植物-微生物互作的特异性分子机制。

三、对课题组的启发

该研究整合了16S rRNA/ITS测序、代谢组学、合成群落验证等技术，清晰解析了“微生物群落变化-关键代谢物-植物表型”的关联，不仅揭示了丹参的抗逆智慧，更为植物-微生物互作领域提供了从 “现象观察”到“机制解析”的完整研究框架。目前，对可募集微生物根系分泌化合物的确认是此类研究的重点也是难点。目前课题组对于抗逆（重金属、干旱、高寒等）微生物的筛选、功能研究及应用已经取得了初步成果，但对相关机制（特定的根系分泌物及分子机制）的研究仍有待深入。对于我们课题组，该研究对关键根系分泌化合物确认及功能分析过程中，所利用的逻辑及具体方法等具有非常高的参考价值。