Annual Review of Phytopathology | 通过宿主遗传学设计农作物微生物群！

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者周小马

自从植物在陆地环境中定居以来，植物与微生物的关系一直是植物进化的一个标志。现在人们普遍认为，与动物的对应物一样，植物器官是独特的微生物群落的微生境。这些与植物相关的微生物群，统称为植物微生物群，与它们的宿主建立了从寄生到互生的共生关系。例如，微生物群的成员可以为它们的宿主提供更多的矿物质营养和病原体保护，代表了农业中不可再生的投入和干预的一个有吸引力的选择。植物微生物群不是从环境中随机组合的，而是一个逐步选择过程的结果：土壤微生物是根-土界面微生物群的主要接种物来源，其组成和功能至少部分由植物基因组进行微调。这些观察结果的一个预测是，微生物群及其功能潜力可以被带到植物育种计划的中心位置，以实现可持续作物生产。然而，这种潜力还没有被完全实现。详细了解微生物群与其宿主植物之间的遗传关系是利用微生物群的有益功能进行可持续作物生产的关键步骤。

2023年5月17日，国际权威学术期刊Annual Review of Phytopathology发表了英国邓迪大学Carmen Escudero-Martinez和Davide Bulgarelli的最新相关研究成果，题为Engineering the Crop Microbiota Through Host Genetics的综述论文。

种子微生物群是指栖息在种子上的微生物，它们可以从母株上纵向转移，也可以从各种环境中横向获得。这些微生物的遗传性至少部分地与植物驯化和作物多样化过程中对种子休眠、发芽和育苗功能的进化压力有关。种子微生物具有在种子环境中生存的适应性，如对干燥的耐受性和发芽后恢复活动的淀粉酶活性。然而，在某些情况下，母体到后代的途径可能被微生物病原体所劫持，以确保它们在下一代植物中的持续存在。反过来，更广泛的种子微生物群可以承载能够保护植物免受病原体侵害的微生物，最近对水稻和玉米进行的调查就是一个例子。有趣的是，这个微生物库反映了与其他植物器官相关的微生物群的分类组成，这表明种子微生物群是一个初始接种体，至少有一些群落成员是在连续几代中集合起来的，尽管这似乎是以环境和物种特有的方式来调节的。

植物-土壤连续体中的微生物群为可持续作物生产定义了一种未开发的资源。宿主植物是这些微生物群落的分类组成和功能的驱动力。在本综述中，科研人员说明了植物驯化和作物多样化是如何形成微生物群的宿主遗传决定因素的。科研人员讨论了微生物群招募的遗传成分如何至少部分地代表了对支撑其宿主植物生长、发育和健康的微生物功能的选择，以及这种遗传性的大小如何受环境的影响。科研人员说明了如何将宿主-微生物群的相互作用作为外部数量性状来对待，并回顾了最近将作物遗传学与基于微生物群的数量性状联系起来的研究。科研人员还探讨了还原论方法的结果，包括合成微生物群落，以建立微生物群和植物表型之间的因果关系。最后，科研人员提出了将微生物群操作纳入作物选择计划的策略。尽管对何时以及如何将微生物群组成的遗传性用于育种目的仍缺乏详细的了解，但科研人员认为，作物基因组学的进展可能会加速植物-微生物群相互作用在农业中的广泛应用。

在植物遗传学和环境驱动因素的交叉点上，作物与微生物群的相互作用

在与作物进行的关联研究中作为外部数量性状使用的遗传方法和微生物表型

重组作物中的宿主-微生物群相互作用的策略

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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