种子微生物组移植缓解代际失调,调节植物防御并抑制叶部病害

root 提交于 周三, 09/02/2026 - 12:47
抗生素诱导的植物相关微生物组扰动可能在直接暴露的世代之外进一步影响宿主健康,但这种失调效应是否能够通过种子微生物组传递仍属未知。在本研究中,我们探究了链霉素诱导的番茄(*Solanum lycopersicum*)微生物组失调所产生的跨代影响,证明种子微生物组移植(seed microbiome transfer,SMT)能够恢复子代微生物组功能和抗病性,并解析了其潜在的生理和遗传机制。亲代暴露于链霉素改变了子代根际细菌群落的组成,降低了防御相关基因的表达,并提高了其对穿孔黄单胞菌(*Xanthomonas perforans*)的易感性。免疫基因表达受到抑制与病害严重程度增加呈现出强相关性,表明亲代微生物组失调削弱了子代植物启动有效免疫反应的能力。来自健康植物供体的种子微生物组移植部分恢复了根际群落组成,降低了病害严重程度,并恢复了三个防御基因的表达。综上,我们的研究结果表明,抗生素暴露引起的微生物组扰动能够产生跨代遗留效应,影响植物免疫和病害易感性;而种子微生物组移植则能够跨代抵消这种微生物组失调。

抗生素诱导的植物相关微生物组扰动有可能在直接暴露的世代之后继续影响宿主健康,但微生物失调的效应是否会通过种子微生物组传递,仍是未知的。在本研究中,我们考察了链霉素诱导的番茄(Solanum lycopersicum)微生物失调所产生的跨世代影响,证明种子微生物组转移(seed microbiome transfer,SMT)能够恢复子代微生物组功能和抗病性,并解析了其潜在的生理和遗传机制。亲代暴露于链霉素后,子代根际细菌群落的组成发生改变,防御相关基因的表达降低,并且对穿孔黄单胞菌(Xanthomonas perforans)的易感性增强。免疫基因表达受到抑制与病害严重程度增加密切相关,表明亲代微生物失调损害了子代植物启动有效免疫反应的能力。来自健康植物供体的种子微生物组转移部分恢复了根际群落组成,降低了病害严重程度,并恢复了3个防御基因的表达。综上所述,我们的研究结果表明,抗生素暴露引起的微生物组扰动会产生影响植物免疫和病害易感性的跨世代遗留效应,而种子微生物组转移能够跨世代抵消这种微生物失调。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.31.747941v1?rss=1

🏷️ 种子微生物组移植 跨代微生物组失调 植物免疫 根际微生物群落 植物病害抑制 抗生素暴露