Plant Microbiome Engineering: Expected Benefits for Improved Crop Growth and Resilience - ScienceDirect

亮点

共生细菌可以促进植物生长、控制病原体或缓解非生物胁迫。

将微生物组工程纳入传统农业实践可以改善微生物生态系统对作物产量和恢复力的服务。

新的农业实践可能包括微生物组育种、移植和靶向微生物组工程，例如通过战略性土壤改良，选择性添加植物渗出物，吸引并保持有益的微生物，或直接应用微生物群落作为益生菌。

定制微生物组工程将有必要应对许多变量，包括土壤类型、环境/气候条件、生长阶段和植物基因型，以有目的和有效的方式影响微生物组。

培育“微生物友好”作物可以补充微生物组工程，以更好地吸引和保持有益的微生物组。

摘要

植物相关微生物群可以促进植物生长或控制病原体。通过接种促进植物生长的根际细菌（PGPR）联合体来改变微生物组，可以增强植物的发育，减轻病原体和非生物胁迫。通过微生物组工程操纵植物全生物是一种新兴的生物技术策略，以提高作物产量和恢复力。微生物组工程的间接方法包括使用土壤改良剂或选择性基质，直接方法包括接种特定的益生菌、人工微生物群落以及微生物组育种和移植。我们强调了为什么以及如何将微生物组服务纳入传统农业实践，以及在将这些方法商业化用于田间应用之前必须解决的知识差距。

图1 有益植物提供的植物微生物组服务-微生物相互作用。对植物病原体的系统获得抗性（SAR）和诱导系统抗性（ISR）可以通过来自植物病原体或有益植物生长促进根际细菌（PGPR）的微生物相关分子模式（MAMP）实现。微生物组服务有助于植物的生长、抗病性和抗逆性，从而使生物量产量提高四倍[70]。

图2:微生物组工程应用的新机遇。植物和微生物之间的关系可以通过应用定制的方法来优化，以使植物受益，例如培育“微生物友好型”植物、微生物组育种和移植，以及应用合适的土壤改良剂，例如特定的微生物生物肥剂和生物杀虫剂（包括人工联合体），或通过添加生物刺激剂（例如有益微生物优选的根分泌物化合物）。缩写：ASD，厌氧土壤消毒。