近日，南方科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院宋毅課題組在微生物組學(xué)期刊The ISME Journal上發(fā)表了題為“Identification of stress-alleviating strains from the core drought-responsive microbiome of Arabidopsis ecotypes”的研究論文。
研究基于擬南芥全球130個(gè)生態(tài)型篩選，確定了根系核心干旱響應(yīng)微生物組存在。通過單菌及合成菌群還原接菌驗(yàn)證了核心微生物組成員的干旱保護(hù)效應(yīng)，同時(shí)解析了代表性菌株的干旱保護(hù)機(jī)制。
實(shí)驗(yàn)過程中使用九圃培養(yǎng)箱進(jìn)行幼苗育種，本研究為植物核心抗逆微生物組的研究提供了范式，也為利用微生物組技術(shù)增強(qiáng)植物的干旱抗性和恢復(fù)力提供了理論指導(dǎo)。
文獻(xiàn)引用的九圃產(chǎn)品——九圃植物培養(yǎng)箱BPC500H
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1093/ismejo/wraf067
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研究人員首先挑選了130個(gè)具有地理代表性的天然擬南芥生態(tài)型的并進(jìn)行了抗旱性初篩、復(fù)篩，微生物組介導(dǎo)的植物干旱保護(hù)影響效應(yīng)比較，篩選了極端干旱耐受和敏感生態(tài)型，并進(jìn)行微生物群落分析。結(jié)果表明，不同干旱耐受性生態(tài)型根微生物組存在顯著差異。且這種差異僅在干旱條件下被檢測到。與干旱敏感生態(tài)型相比，抗旱生態(tài)型的干旱處理組較對照組具有更多的豐度差異的門和屬，同時(shí)傾向于富集種類更少但豐度更高的生物標(biāo)志類群。
通過對不同生態(tài)型的根系微生物組共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析及比較（基于NetShift），確定了12個(gè)類群作為干旱下不同生態(tài)型根系微生物主要驅(qū)動(dòng)屬，并在物種層面鑒定到了一簇干旱誘導(dǎo)富集的核心微生物組成員（即干旱下不同生態(tài)型中均明顯富集）。通過菌株分離和接菌實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果（實(shí)驗(yàn)室平板+土壤體系）顯示耐旱性生態(tài)型高倍富集微生物較敏感性生態(tài)型高倍富集微生物具有更強(qiáng)的植物干旱保護(hù)效應(yīng)。此外，研究進(jìn)一步揭示了干旱下核心干旱響應(yīng)微生物Massilia sp. 22G3主要通過影響根系水分轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收相關(guān)基因的表達(dá)進(jìn)而影響干旱適應(yīng)性，解析了核心干旱保護(hù)益生菌促進(jìn)植物抗逆性提升的分子基礎(chǔ)。
a.本研究所使用的全球130個(gè)代表性生態(tài)型群體地理分布特征；
b.10個(gè)極端抗旱和極端干旱敏感生態(tài)型的地理分布與棲息地降水量展示圖。
南方科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院宋毅助理教授，原課題組博后、現(xiàn)為深圳理工大學(xué)副教授王正洪共同擔(dān)任通訊作者,南科大為唯一通訊單位。課題組碩士畢業(yè)生李澤文（南方科技大學(xué)優(yōu)秀畢業(yè)論文）和王正洪博士為共同第一作者。課題組碩士研究生張玉潔、官凱祥、科研助理孟鵬飛，版納植物園博士后楊建波參與了該工作。
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