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The ISME Journal:人工改造的沙漠植物根际细菌微生物组赋予番茄高盐抗性

已有 2951 次阅读 2022-5-4 09:33 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

Synthetic bacterial community derived from a desert rhizosphere confers salt stress resilience to tomato in the presence of a soil microbiome

第一作者Lucas Schmitz

第一单位瓦赫宁根大学

通讯作者Xu Cheng


 Abstarct 


背景回顾:The root bacterial microbiome is important for the general health of the plant. Additionally, it can enhance tolerance to abiotic stresses, exemplified by plant species found in extreme ecological niches like deserts. These complex microbe-plant interactions can be simplified by constructing synthetic bacterial communities or SynComs from the root microbiome. Furthermore, SynComs can be applied as biocontrol agents to protect crops against abiotic stresses such as high salinity. However, there is little knowledge on the design of a SynCom that offers a consistent protection against salt stress for plants growing in a natural and, therefore, non-sterile soil which is more realistic to an agricultural setting. 


根系细菌微生物组对于植物的健康十分重要。此外,根系细菌微生物组还能够增强植物对非生物胁迫的抗性,比如生活在沙漠等极端生态环境中的植物物种。可以通过构建植物根系微生物的人工合成细菌群落(SynComs)来简化自然条件下的复杂微生物-植物互作。此外,SynComs还可以用来作为生物防治剂,保护作物免受高盐等非生物胁迫。但是,目前对于设计SynCom以保护生长在自然土壤中的作物免受高盐胁迫还所知甚少,但这对于现代农业来说具有十分重要的现实意义。


结果1-沙漠植物的根际微生物组:Here we show that a SynCom of five bacterial strains, originating from the root of the desert plant Indigofera argentea, protected tomatoplants growing in a non-sterile substrate against a high salt stress


本文中,作者发现整合来自沙漠植物阿根廷木蓝(Indigofera argentea)根系的5种细菌菌株组成的SynCom,能够保护生长在非无菌土中的番茄植株对抗高盐胁迫。


结果2-作用机制This phenotype correlated with the differential expression of salt stress related genes and ion accumulation in tomato. 


这种耐盐表型与番茄中盐胁迫相关基因的差异表达以及离子积累有关。


结果3-不影响原生微生物组Quantification of the SynCom strains indicated a low penetrance into the natural soil used as the non-sterile substrate. 


通过对SynCom菌株的定量分析表明,在使用天然土壤作为非无菌基质时,SynCom菌株的外显率较低。


结论Our results demonstrate how a desert microbiome could be engineered into a simplified SynCom that protected tomato plants growing in a natural soil against an abiotic stress.


本文的研究结果揭示了如何将沙漠微生物组改造成简化的SynCom,从而保护在自然土壤中生长的番茄植株免受非生物胁迫。




图片 程 旭 图片


个人简介:

2001-2003年,中国农业大学,本科;

2003-2009年,荷兰瓦赫宁根大学,学士、硕士;

2009-2009年,美国康奈尔大学,研究助理;

2010-2016年,荷兰瓦赫宁根大学,博士;

2013-2014年,美国加州大学圣地亚哥分校,访问学者;

2014-2020年,荷兰瓦赫宁根大学,博后;

2020-2021年,荷兰瓦赫宁根大学,Guest Scientist;

2021- 2022年,深圳农业基因组研究所,Pre-PI;

2022年-至今,深圳农业基因组研究所,研究员。


研究方向长期从事土壤和根际微生物组相关的科研工作,研究领域主要包括微生物-植物-环境的相互作用,微生物群落的结构组成和功能分析,以及微生物菌株和复合微生物菌群促进植物生长和提高植物逆境耐受能力的作用机制。


doi: https://doi.org/10.1038/s41396-022-01238-3


Journal: The ISME Journal

Published date: April 20, 2022



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