抗生素和铜驱动番茄微生物组中隔室特异性的失调及功能重编程

植物相关微生物组有助于维持植物免疫力和生产力，然而农业抗菌剂在多大程度上重塑这些微生物网络并改变病害结局，仍缺乏充分表征。在本研究中，我们量化了铜和链霉素等化学投入品如何在番茄（*Solanum lycopersicum*）中诱发不同且具有区室特异性的菌群失调，从根本上使微生物组介导的免疫与病原防御发生解耦。我们证明，化学干扰与由穿孔黄单胞菌（*Xanthomonas perforans*）引起的细菌性斑点病易感性增加相关。值得注意的是，链霉素诱导的菌群失调提高了流行强度，其特征为生理与生长之间的权衡，包括果实数量、果实质量和种子重量下降，以及光合气体交换能力减弱；而铜诱导的菌群失调则表现出中等程度的影响。基于扩增子分析，化学扰动以生态位依赖的方式重构了微生物组：种子和叶际表现出最大的失稳性，包括在链霉素作用下更高的离散度、分类群更替和网络重组，而根际群落则保持较强的确定性，但其结构受到铜处理的重塑。进一步的根际宏基因组学分析显示，在链霉素处理下，与抗生素抗性相关的功能发生富集；在铜处理下，与金属耐受和氧化应激相关的功能发生富集，同时还伴随着与细胞包膜重塑和氧化还原代谢相关基因的变化。这些发现表明，微生物组失调是连接化学胁迫与植物病害的机制性桥梁，并为保护微生物组完整性的作物保护策略提供了支持。

植物相关微生物组有助于维持植物免疫与生产力，然而，农业抗微生物剂在多大程度上重塑这些微生物网络并改变病害结局，仍缺乏充分表征。在本研究中，我们量化了铜和链霉素等化学投入品如何在番茄（Solanum lycopersicum）中诱发不同且具有区室特异性的菌群失调，并从根本上使微生物组介导的免疫与病原防御相脱耦。我们证明，化学干扰与由穿孔黄单胞菌（Xanthomonas perforans）引起的细菌性斑点病易感性增加相关。值得注意的是，链霉素诱导的菌群失调提高了流行强度，其特征是生理与生长之间的权衡，包括果实数量、果实质量和种子重量下降，同时光合气体交换能力减弱；而铜诱导的菌群失调则表现出中等程度的影响。

基于扩增子分析，化学扰动以生态位依赖的方式重构了微生物组：种子和叶际表现出最强的不稳定性，包括在链霉素作用下更高的离散度、分类群更替和网络重组；而根际群落则保持更强的确定性，但其结构受铜处理显著重塑。根际宏基因组学进一步揭示，在链霉素处理下，抗生素抗性相关功能富集；在铜处理下，金属耐受和氧化胁迫相关功能富集，同时还伴随着与细胞包膜重塑和氧化还原代谢相关基因的变化。这些发现表明，微生物组菌群失调是连接化学胁迫与植物病害之间的机制性桥梁，并支持保护微生物组完整性的作物保护策略。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.27.728321v1?rss=1

🏷️ 番茄微生物组 菌群失调 抗生素胁迫 铜胁迫 植物免疫 宏基因组学