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文献分享:热胁迫下富集的核苷酸招募有益根际微生物以保护植物免受高温和根腐胁迫
发布时间:2025-08-25

本周推荐的文章为8月22日黄进课题组每周的文献分享组会上,由陈雅妮(2024级生物技术与工程专业硕士研究生)分享的题为“Nucleotides enriched under heat stress recruit beneficial rhizomicrobes to protect plants from heat and root-rot stresses”的文章。该文章发表于Microbiome(中科院1区Top,IF=16.6,第一作者:Haijiao Liu,通讯作者:Junfeng Liu, Min Yang and Shusheng Zhu)。

一、研究背景

全球变暖导致热胁迫频发,不仅直接威胁作物生长与产量,还会削弱植物免疫系统,增加根腐病等土传病害风险,严重影响农业生产。植物作为固着生物,常面临热胁迫与病害等多重逆境,其根际微生物组是增强抗逆性的关键。然而,热胁迫如何调控根际微生物组结构,以及植物如何通过微生态互作实现多重抗逆的机制,至今仍不明确。解析这一过程对开发作物抗逆新策略具有重要意义。

二、研究内容与结论

本研究以三七为研究对象,发现36℃热胁迫虽会造成叶片损伤,但能通过根系分泌嘌呤、嘧啶等核苷酸,特异性招募Burkholderia sp.和Saitozyma podzolica两种有益微生物。这两种微生物可增强后续植物的耐热性(提高抗氧化酶活性)和抗根腐病能力(抑制病原菌生长)。外源施加核苷酸也能富集相同有益微生物,且在辣椒、番茄中的跨物种验证显示,核苷酸与有益微生物协同作用可显著提升耐热性。研究揭示:植物通过热胁迫诱导核苷酸分泌,招募有益根际微生物,形成应对热胁迫与病害的双重防御策略,为农业抗逆提供新途径。

三、关于课题组的启示

本课题组硕士研究生陈雅妮的研究方向为“土壤微生物的分离鉴定与功能分析”。本研究为相关研究工作提供了重要的参考依据。在研究微生物功能时,不能仅关注其对植物生长的直接影响,还需深入探究其在植物应对逆境胁迫时的潜在作用机制。例如,文中有益微生物既增强植物耐热性,又抑制根腐病,这提示我们在研究微生物功能时,可关注其对植物抗逆性及病虫害抗性的综合作用。此外,该研究凸显了代谢组学(如根分泌物分析)与转录组学结合在揭示微生物与植物相互作用机制方面的重要性,为从分子水平理解微生物功能提供了有效工具。未来,在研究过程中可结合生理指标测定与分子机制分析,更全面地解析微生物功能,为农业可持续发展探索新策略。同时,文章严谨的写作逻辑(从现象观察到机制解析再到跨物种验证)及创新的实验方法(如根际土壤梯度温度处理、多物种功能验证),值得在研究设计与论文撰写中借鉴。