疾病诱导的植物微生物组组装和功能适应的变化

背景：植物微生物组是宿主的重要组成部分，越来越多地被认为在植物生长和健康中发挥基本作用。越来越多的证据表明，植物根际招募有益微生物以抑制土壤源性病原体。然而，病原侵袭下控制植物微生物组组装和功能的生态过程尚未完全了解。在此，我们使用扩增子（16S和ITS）和宏基因组学方法研究了与中国主要辣椒生产地区的12个区域（例如，土壤、根、茎和果实）相关的细菌和真菌群落，并调查了萎蔫病（FWD）如何影响植物相关微生物组的组装、共生模式和生态功能。结果：扩增子数据分析显示，FWD对辣椒生殖器官（果实）的微生物组影响较小，而对营养器官（根和茎）的影响较大，对上茎表皮的影响最强。真菌内王国网络的稳定性较差，其群落对FWD的敏感性大于细菌群落。微生物间王国网络的分析进一步表明，FWD破坏了网络的稳定性，并提高了真菌类群的生态重要性。尽管患病植物对其他致病真菌的定殖更加敏感，但它们的地下和地上部分也可以招募潜在的有益细菌。在患病植物中富集的一些有益细菌类群也被确定为植物微生物组的核心类群和网络中的枢纽类群。另一方面，宏基因组分析显示，患病植物中与去毒、Biofilm形成和植物-微生物信号通路（即趋化性）相关的几种功能基因显著富集。结论：总之，我们证明了一株患病植物能够招募有益细菌，并减轻生殖器官微生物组的变化，以促进宿主或其后代的生存。宿主植物可能通过调节植物-微生物信号通路来吸引有益微生物。这些发现显著提高了我们对植物-微生物相互作用的理解，并可能为可持续农业中利用植物微生物组提供基础和重要数据。视频摘要。