水稻种子内生菌也可抵御病原菌，植物抗病的另一道防线学术资讯

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2021年1月4日，《Nature Plants》在线发表了浙江大学农业与生物技术学院王蒙岑课题组题为“Bacterial seed endophyte shapes disease resistance in rice”的封面论文。该研究首次揭示了种子内生菌在“病害三角”中扮演着“延伸免疫系统”的角色，表明定向改造内生微生物组能为植物抗击病原菌前线加筑“二道防线”。

水稻作为世界主要粮食作物之一，其安全生产对维持我国乃至全球粮食供应起着重要作用。然而，受全球变暖、耕作制度变化等影响，细菌性病害在全球水稻主产区的暴发流行和危害逐年加重，对粮食安全造成重大冲击。植物抗病性调控机制是构建生态环境友好型病害防控措施的关键基础。大量证据表明，抗病性进化主要由植物先天免疫系统与病原菌的“战备竞赛”所驱动。最近研究发现，植物抗病性还受到栖息于其自身的微生物群落和生长环境的共同调控，但相关机制仍知之甚少。

研究人员在筛选水稻抗病性表型时，发现了一种有趣的表型分化现象。呈地理分布特异的分化表型与其种子内生细菌群落结构的差异密切相关，其中鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）在抗性表型中显著富集。

进一步研究发现，核心成员瓜类鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas melonis）在抗性表型中世代传递，并可赋予易感表型抗病性；当植物伯克氏菌（Burkholderia plantarii）侵染水稻时，S. melonis分泌胞外信号小分子氨茴酸协同宿主响应，进而干扰B. plantarii毒力因子生物合成通路所依赖的RpoS转录级联反应调控，诱发 B. plantarii侵染失败。

综上所述，该研究深入分析了宿主植物与其种子内生菌在响应病原菌胁迫中的共进化规律，对于研发基于微生物组的植物病害精准防控技术具有重要意义。同时，提示种子可作为植物亲本的“进化遗产”，为抗病性资源挖掘和抗病性丧失治理带来了新契机。

浙江大学农业与生物技术学院留学生松本春柰（Matsumoto Haruna）为论文第一作者、王蒙岑副教授为通讯作者，奥地利格拉茨工业大学（Graz University of Technology）Tomislav Cernava副教授为共同通讯作者；浙江大学为第一和通讯作者单位。本研究得到国家重点研发计划、浙江大学高层次人才培育支持专项计划等项目资助。

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