植物硫代葡萄糖苷生物合成与降解途径塑造根际细菌/古菌群落

摘要 根际微生物群落的组装源于由植物和微生物来源的小分子所介导的微生物-微生物-植物相互作用。对 Arabidopsis thaliana 的研究表明，硫代葡萄糖苷在塑造根系和/或根际微生物群落中发挥着关键作用，这可能是通过植物或微生物黑芥子酶在根系内部或外部产生的降解产物介导的。植物腈特异性蛋白（NSPs）在硫代葡萄糖苷水解时促进腈的形成，同时减少异硫氰酸酯的生成，但这对根系和根际的微生物定殖有何影响尚不清楚。在本研究中，我们构建了在根匀浆中缺乏腈生成的 A. thaliana 三重突变体 nsp134。利用该品系以及缺乏脂肪族或吲哚族硫代葡萄糖苷生物合成途径（或两者皆缺）的突变体，我们发现根际细菌/古菌的 alpha 多样性仅受生成脂肪族硫代葡萄糖苷能力的影响。相反，细菌/古菌群落组成既取决于功能性根系 NSPs，也取决于脂肪族和吲哚族硫代葡萄糖苷的生物合成途径。NSP 缺陷的影响与硫代葡萄糖苷生物合成受损的影响存在显著差异。我们的结果表明，根际微生物群落组装依赖于硫代葡萄糖苷生物合成和降解的功能性途径，这支持了黑芥子酶和 NSPs 对硫代葡萄糖苷的水解发生在产物分泌至根际之前的假说。