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生态进化视角的植物-微生物组互作研究进展

2020-12-21程赛赛龚鑫薛文凤万兵兵刘满强胡锋

生物技术通报 2020年9期
关键词:植物功能

程赛赛 龚鑫 薛文凤 万兵兵 刘满强 胡锋

(1. 南京农业大学资源与环境科学学院 土壤生态实验室,南京 210095;2. 江苏省有机固体废弃物资源化协同创新中心,南京 210095)

植物自定植于陆地以来便与微生物形成密切的共生关系[1],这种共生关系所带来的适应性价值存在于植物的整个进化史中[2]。对于植物来说,微生物可以扩大其宿主的基因组和代谢潜力,提供一系列基础的生命支持功能,如促进植物生长[3-4]、发育[5]、免疫能力和抗逆性[6-8],甚至提高其对植食者的防御作用[9-10],涉及了全球变化和人类活动影响下植物和微生物相互关系的重要生态功能。植物和微生物的互惠、共生和寄生的多维度相互作用并非随机产生的,取决于宿主植物的分类和功能性状的组成[11]。植物的进化过程塑造着与微生物组生态相关的植物性状,因而植物的基因组一定程度决定了其微生物组的组成和功能[12];进一步,植物的进化轨迹也将反映在微生物组的组成和功能上[13]。

“植物微生物组”概念促进了植物进化方向的研究,其中逐渐兴起的全功能体(Holobiont)理论框架认为,自然选择压力不仅仅作用于植物本身,而是作用于植物与其微生物组构成的功能整体[2]。植物全功能体概念揭示了植物与微生物合作伙伴之间良好的交流和互动能够更好地促进整体性能[14],是自然界中互惠关系的典范。一方面,植物通过不同的策略,如根系分泌物组成及植物免疫系统反应的特异性[15],从而控制微生物群落的变化。……

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