2月24日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院沈振國教授團(tuán)隊和蔣建東教授團(tuán)隊合作在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《Microbiome》上在線發(fā)表了題為“Long-term effect of epigenetic modification in plant–microbe interactions: modification of DNA methylation induced by plant growth-promoting bacteria mediates promotion process”的研究論文。該研究通過多維組學(xué)研究植物、土壤微生物組、植物促生菌之間的復(fù)雜互作關(guān)系，發(fā)現(xiàn)了植物生長促進(jìn)細(xì)菌（PGPB）通過調(diào)控植物根部DNA甲基化而長效促進(jìn)植物生長的新機制，首次提出PGPB-植物-微生物組互作的二階段模型，為基于PGPB操控根際微生物組提供新的思路。

 

　　PGPB的接種能顯著促進(jìn)植物生長。然而，接種的PGPB菌株通常無法長期在土壤中存在，這種矛盾提示需要對微生物誘導(dǎo)的植物促生機制進(jìn)行更加深入的研究，進(jìn)一步揭示PGPB等有益微生物菌株和植物在原位土壤中的相互作用機制。

 

　　該團(tuán)隊的研究顯示PGPB接種物消亡后對植物生長的促進(jìn)依然具有長期效應(yīng)，進(jìn)而探討了外源接種物、根際微生物組和植物之間的三方互動關(guān)系是植物生長促進(jìn)過程的關(guān)鍵因素。研究發(fā)現(xiàn)，根際微生物組的組裝主要由植物的發(fā)育驅(qū)動，根系對微生物的招募大大削弱了接種物對根際微生物組的影響。根際微生物組的變化和根際接種物的定殖都不是促進(jìn)植物生長的必要條件。在根部，對接種物響應(yīng)的DNA甲基化修飾影響了與植物生長促進(jìn)有關(guān)基因的表達(dá)，抑制植物根部DNA甲基化會大大削弱PGPB對植物的生長促進(jìn)效應(yīng)。

 

　　這項研究提出了一種新的機制，PGPB在根部誘導(dǎo)的DNA甲基化修飾介導(dǎo)了植物促生過程，而且這些甲基化修飾在接種物消亡后仍然具有促生功能。這為微生物與植物的相互作用提供了重要的新見解，并超越“維持土壤中接種物持久性的觀點”提出了植物-微生物組操控的新策略。

 

　　南京農(nóng)業(yè)大學(xué)生科院副教授陳晨為第一作者，徐希輝副教授、蔣建東教授和沈振國教授為共同通訊作者，陳亞華教授等參與指導(dǎo)了該項研究。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃（2016YFD0800803），國家自然科學(xué)基金面上項目（31770404，41977120）等項目的資助。

 

　　全文鏈接：https://doi.org/10.1186/s40168-022-01236-9