• 分類：人才隊伍
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• 來源：微生物所
• 發布時間：2025-05-30 08:40
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【概要描述】植物的表型特征與健康狀況并非孤立存在，而是受到其體內外共棲真菌群落動態平衡的精細調控。在這一復雜的生態系統中，植物與真菌之間的相互作用，以及真菌有益類群與有害類群之間的博弈，都深受干旱等非生物環境因素的影響。 近期，中國科學院微生物研究所的高程團隊運用前沿的全息組學（Holo - Omics）技術，將植物與真菌的多個組學數據集進行深度整合，并結合外源代謝物添加的真菌共培養實驗，揭示了干旱脅迫下植物根系與內生真菌之間獨特的互作機制。研究發現，在干旱的嚴峻挑戰下，植物根系通過上調乙醇胺的合成，能夠特異性地招募具有生物防治潛力的內生真菌。這些被招募的內生真菌展現出強大的適應性和防御能力，它們一方面借助磷脂代謝通路增強自身細胞膜的穩定性，以抵御干旱帶來的滲透脅迫；另一方面，內生真菌還會分泌鐵載體、非核糖體肽、聚酮等一系列次生代謝物質，這些物質猶如天然的“抗菌武器”，能夠有效拮抗病原菌的侵染。 進一步的研究發現，這種由內生真菌介導的拮抗效應并非在植物整個生長周期內都存在，而是具有明顯的時間窗口效應。具體而言，該效應僅在植物開花前的干旱脅迫階段發生，一旦植物進入開花后階段，即便遭受同樣的干旱脅迫，這種拮抗現象也會消失。這種時間窗口效應的形成，受到生態位空間和適合度差異的雙向調控。在開花前，植物根系與內生真菌之間可能存在著更為緊密的生態位聯系，且雙方的適合度匹配度較高，有利于內生真菌發揮其生防功能；而開花后，植物生理狀態的改變以及生態位空間的重新分配，可能導致這種適合度匹配度下降，從而使得內生真菌的拮抗效應不再顯現。 該研究成果以“Holo - Omics disentangle drought response and biotic interactions among plant, endophyte and pathogen”（全息組學解析植物、內生真菌與病原菌在干旱響應及生物互作中的關系）為題，發表在國際知名學術期刊New Phytologist上。中國科學院微生物研究所的特別研究助理陳沛霖為論文第一作者，微生物研究所的高程研究員擔任論文的通訊作者。此外，美國加利福尼亞大學和美國能源部聯合基因組研究所的科研人員也積極參與到此項研究中，為研究的順利開展貢獻了重要力量。該研究得到了中國科學院戰略性先導科技專項和國家自然科學基金等項目的資助，這些支持為研究的深入推進提供了堅實的保障。 干旱、植物、內生真菌與植物病原真菌關系的結構方程模型 原文鏈接：https://doi.org/10.1111/nph.70155