前沿观点 | ISME Journal：整合植物间通讯和根际微生物动力学：生态和进化意义以及对实验严谨性的呼吁

前沿观点 | ISME Journal：整合植物间通讯和根际微生物动力学：生态和进化意义以及对实验严谨性的呼吁小包 作者：微生态 导读 植物对空气中化学信号的感知可以触发其新陈代谢的重组，从而改变它们的生物互作。虽然植物与植物之间的化学交流主要是在引发对食草动物和

作者：微生态

导读

植物对空气中化学信号的感知可以触发其新陈代谢的重组，从而改变它们的生物互作。虽然植物与植物之间的化学交流主要是在引发对食草动物和病原体的防御背景下进行的，但最近的工作表明，它也可以影响植物与其根际微生物群落的相互作用。

从这个角度来看，我们讨论了整合植物间通讯和微生物生态学领域以了解植物-微生物组相互作用的生态学的潜力。作为微生物生态学的介绍，我们强调了植物挥发性有机化合物 (volatile organic compound，VOC) 感知中基础知识的薄弱，并为避免困扰植物传播领域的常见实验错误提供建议。

最后，我们讨论了植物VOC构建根际微生物组的潜在影响，特别是对植物群落和进化动力学的影响。 随着研究的深入发现植物代谢与其微生物组之间的联系-从分子到群落规模，我们希望这一观点将为在这两个交叉领域工作的研究人员提供启示。

Web results那不勒斯腓特烈二世大学

研究背景

植物生物学中很少有主题像植物通过化学交流有关其不断变化的环境的信息的能力一样，引起学者的兴趣或争议。然而，虽然“会说话的树（ talking trees ）”现象现在已被广泛接受，但关于这些化学变化是如何发生、为什么会发生，以及它们如何影响生态过程，仍然存在许多疑问。有研究结果充分表明，植物释放出明显变化的挥发性有机化合物 (volatile organic compound，VOC) 香味，以应对食草动物和病原体的攻击。邻近的植物察觉到这些化学信号，并诱导或准备好自己的直接防御来对付即将到来的拮抗物。这些对相邻压力信号的反应在很大程度上被解释为“窃听”，这主要有利于信息接收者。然而，最近的研究发现，当接收到的临近植物是相关的，这种化学信息的交换也可以通过包容适应度使排放者受益，或者当信息交换促进在整个人群中更均匀分布时，通过风险分担使排放者受益。虽然这些研究表明，拮抗剂可以作为诱导VOCs释放的途径，但关于VOC介导的植物通讯潜在机制和生态相关性仍存在许多问题。 虽然植物间的通讯研究一直聚焦于VOCs在触发对特定食草动物和病原体的反应方面的作用，但挥发性通讯在形成植物与微生物的互作方面也可能发挥更广泛的影响，这些相互作用主要在根际上发挥。有益微生物和致病微生物都是植物选择的强大代表，可以采用多种方式改变植物的表型。然而，植物多大程度上能够在功能上塑造自己的微生物群仍不清楚。已知根际微生物群落可被土壤中存在的植物激素和其他植物代谢物所改变，而这些分泌物又受VOCs介导的植物间通讯的影响。此外，植物相关微生物自身也会释放出多种多样的VOCs，这些VOCs可以直接影响植物或其他微生物的代谢。虽然已经证明植物和微生物释放的VOCs会影响植物对特定病原体的抗性，但它们对更广泛的植物相关微生物群落组成的影响却很少被研究。然而，对拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 的开创性研究表明，根际微生物群落可能受到植物对病原体的固有免疫反应的影响。

最近的一项研究已经开始在植物间VOC的交流和根际微生物生态之间建立关联。研究人员认为，微生物诱导的叶片VOC排放可以重构邻近植物的根际微生物群(图1A) 。在这个关键的实验中，研究者在一个密封的室内将生长在高压灭菌土壤中的番茄植物暴露于接种了常见植物根际促生菌 (plant-growthpromoting rhizobacterium，PGPR) 的同种植物中，解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）接触地上气流但不允许通过土壤连接。他们发现，这些植物的根际细菌群落与它们接触的接种植物的根际细菌群落更加相似。人们普遍认为，PGPRs通过调节植物的固有免疫来降低病原菌的压力，从而对植物的生长起到部分有益作用。然而，这是第一个表明PGPR介导的免疫引物可以通过挥发性植物间的交流传播到邻近植物的研究。

作者：微生态

导读

植物对空气中化学信号的感知可以触发其新陈代谢的重组，从而改变它们的生物互作。虽然植物与植物之间的化学交流主要是在引发对食草动物和病原体的防御背景下进行的，但最近的工作表明，它也可以影响植物与其根际微生物群落的相互作用。

从这个角度来看，我们讨论了整合植物间通讯和微生物生态学领域以了解植物-微生物组相互作用的生态学的潜力。作为微生物生态学的介绍，我们强调了植物挥发性有机化合物 (volatile organic compound，VOC) 感知中基础知识的薄弱，并为避免困扰植物传播领域的常见实验错误提供建议。

最后，我们讨论了植物VOC构建根际微生物组的潜在影响，特别是对植物群落和进化动力学的影响。 随着研究的深入发现植物代谢与其微生物组之间的联系-从分子到群落规模，我们希望这一观点将为在这两个交叉领域工作的研究人员提供启示。

Web results那不勒斯腓特烈二世大学

研究背景

植物生物学中很少有主题像植物通过化学交流有关其不断变化的环境的信息的能力一样，引起学者的兴趣或争议。然而，虽然“会说话的树（ talking trees ）”现象现在已被广泛接受，但关于这些化学变化是如何发生、为什么会发生，以及它们如何影响生态过程，仍然存在许多疑问。有研究结果充分表明，植物释放出明显变化的挥发性有机化合物 (volatile organic compound，VOC) 香味，以应对食草动物和病原体的攻击。邻近的植物察觉到这些化学信号，并诱导或准备好自己的直接防御来对付即将到来的拮抗物。这些对相邻压力信号的反应在很大程度上被解释为“窃听”，这主要有利于信息接收者。然而，最近的研究发现，当接收到的临近植物是相关的，这种化学信息的交换也可以通过包容适应度使排放者受益，或者当信息交换促进在整个人群中更均匀分布时，通过风险分担使排放者受益。虽然这些研究表明，拮抗剂可以作为诱导VOCs释放的途径，但关于VOC介导的植物通讯潜在机制和生态相关性仍存在许多问题。 虽然植物间的通讯研究一直聚焦于VOCs在触发对特定食草动物和病原体的反应方面的作用，但挥发性通讯在形成植物与微生物的互作方面也可能发挥更广泛的影响，这些相互作用主要在根际上发挥。有益微生物和致病微生物都是植物选择的强大代表，可以采用多种方式改变植物的表型。然而，植物多大程度上能够在功能上塑造自己的微生物群仍不清楚。已知根际微生物群落可被土壤中存在的植物激素和其他植物代谢物所改变，而这些分泌物又受VOCs介导的植物间通讯的影响。此外，植物相关微生物自身也会释放出多种多样的VOCs，这些VOCs可以直接影响植物或其他微生物的代谢。虽然已经证明植物和微生物释放的VOCs会影响植物对特定病原体的抗性，但它们对更广泛的植物相关微生物群落组成的影响却很少被研究。然而，对拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 的开创性研究表明，根际微生物群落可能受到植物对病原体的固有免疫反应的影响。

最近的一项研究已经开始在植物间VOC的交流和根际微生物生态之间建立关联。研究人员认为，微生物诱导的叶片VOC排放可以重构邻近植物的根际微生物群(图1A) 。在这个关键的实验中，研究者在一个密封的室内将生长在高压灭菌土壤中的番茄植物暴露于接种了常见植物根际促生菌 (plant-growthpromoting rhizobacterium，PGPR) 的同种植物中，解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）接触地上气流但不允许通过土壤连接。他们发现，这些植物的根际细菌群落与它们接触的接种植物的根际细菌群落更加相似。人们普遍认为，PGPRs通过调节植物的固有免疫来降低病原菌的压力，从而对植物的生长起到部分有益作用。然而，这是第一个表明PGPR介导的免疫引物可以通过挥发性植物间的交流传播到邻近植物的研究。

王书麒 http://www.xinzhiliao.com/bj/jianfei/28367.html