已有多项研究表明,植物与微生物之间的相互募集具有随机性与确定性的结合,前者主要受竞争的影响,而后者则受到宿主基因型的显著影响。要全面了解植物-微生物的相互作用,建立一个包括宿主基因、代谢物及根际微生物的综合网络至关重要。那么,如何开展一项高质量的植物-微生物互作研究呢?
在实验设计中,研究者可以选择以下多组学技术:
- 转录组学
- 非靶向代谢组学
- 高通量靶向代谢组学,采用标准化的方法一对一靶向检测植物相关的代谢产物
对于微生物阵营的分析,可以通过以下的方法进行:
- 16S rRNA测序以鉴定细菌
- ITS测序以识别真菌
- 宏基因组测序以获取微生物基因组的整体信息
通过多组学数据进行关联分析,可以揭示植物与微生物之间的复杂交互作用。例如,通过将转录组、代谢组和微生物组的数据结合,可以更深入地理解不同环境条件下的植物代谢机制。
案例1:一项研究结合转录组学、代谢组学和16S rRNA测序,揭示了杨树根系分泌的黄酮类化合物如何招募根际假单胞菌,进而促进其氮素利用和次生根系生长。文章题目为《Flavones enrich rhizosphere Pseudomonas to enhance nitrogen utilization and secondary root growth in Populus》,发表时间为2025年2月,影响因子为157,发表单位为北京林业大学。该研究表明,植物基因型及其功能基因表达显著影响根际微生物的组成。
案例2:另一项研究通过16S rRNA和宏基因组分析,探讨了干旱条件下,植物微生物组和代谢物的变化如何提高小麦的抗旱性。文章标题为《Drought-induced plant microbiome and metabolic enrichment improve drought resistance》,发表于2025年6月,影响因子为187,来自西悉尼大学。研究结果显示,干旱情况下,链霉菌的丰度显著增加,促进了小麦的生长和叶片气孔密度。
总结:植物微生物甚至被称为植物的“第二大脑”,在应对环境压力和促进生长方面起着重要作用。因此,鉴别哪些特定基因型的植物能够有效招募“有益菌群”,并抵御“有害菌群”,对于改良植物育种有着重要的指导意义。尊龙凯时可以为研究团队定制个性化的“植物-微生物互作研究方案”,助力在这一领域的深入探索,推进高水平研究成果的发表。
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