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植物根部会用特化代谢物定制其土壤环境

植物根部会用特化代谢物定制其土壤环境

植物根部会用特化代谢物定制其土壤环境

(神秘的地球uux.cn报道)据EurekAlert!:一种小型的芥子植物(拟南芥)所产生的特化代谢物能选择性地改变其根部周围土壤中的微生物群落以适合其自身的目的。这些发现或能用于设计制造有益的根部微生物群以实现可持续性的农业生产,而且它们还可能部分地解释植物为什么会演化出如此大规模的代谢多元化。

植物会产生极为多样的特化代谢物,后者令其能适应于几乎无限的生态区位。决定它们在某地繁盛生长能力的一个重要的环境因素是生活在其根部周围土壤中的微生物邻居。尽管人们估计,植物的光合能中有显著的比例会被用于制备由根产生的分子,后者被认为对促进独特的、来自周围土壤的根部微生物群的形成颇为重要,但有关这些微生物群落的基础形成机制仍然令人难以捉摸。三萜烯类化合物是一大家族的具有重要防御和信号传导功能的特化植物代谢物;这类化合物已被证明具有抗真菌和细菌功能,这表明它们可能在介导根部微生物群的形成中起着某种作用。然而,在植物基因组中有相当大数目的已知在根部表达的生物合成基因尚未得到表征,而这些代谢物是否及它们中有哪些会被用来打造有利的根部微生物群还不为人知。

Ancheng Huang和同事用代谢物组学分析及全基因组测序来揭示先前未知的拟南芥根中的三萜烯生物合成网络。据结果披露,该网络的生物合成通路能合成范围广泛的三萜烯化合物,其中包括arabidin、thalianin 和 TFAE等3种三萜烯化合物,它们已被证明会影响拟南芥根部周围的微生物群。据Huang等人说,体外生物测定显示出它们有促生长和对不同微生物组分类群的抗生素活性,因而支持这一生物合成网络起着动态塑造拟南芥特异性根部微生物群的作用。




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