利用叶际微生物菌群改善植物表现新途径（2020.6.23 Plant Biotechnology Journal ）

根际（Rhizosphere）和叶际（Phyllosphere）是两个独特、复杂的生态系统，有着丰富的微生物多样性，对于现代农业生产及稳定、修复生态环境有显著作用。根际一直是科学家硏究探索的领域，土壤里的微生物与植物根系的关系、长势、抗病性等方面的研究已取得一定的进展。叶际（包括茎、叶、花、果，）是一个富含微生物的生态坏境，主要包括细菌、丝状真菌、酵母、藻类等。近年来叶际的相关研究逐渐增多，相关研究表明每克鮮叶表面存在约几十万至1百万个微生物，然而这些叶际微生物对作物、生态环境有何影响？

近日，Trends in plant science在线发表了澳大利亚西悉尼大学霍克斯伯里环境研究所Liu hongwei课题组题为“Linking the Phyllosphere Microbiome to Plant Health”的亮点评述，作者对植物与叶际微生物群之间相互作用关系，以及叶际微生物群是如何影响植物健康进行了阐述。

植物叶际是一个开放的环境，受到各种生物和非生物刺激以及人为压力的影响。这使得叶际成为一个动态的、复杂的环境。叶和茎是地上植物的主要组成部分，但它们的表面通常被认为是相对贫瘠的环境，因为它们与土壤分离，并受到雨水淋滤。相关实验表明，叶际能够过滤来自更广阔环境的微生物，并允许特定类型的微生物在植物上/植物中定殖，进而服务于宿主和叶际生态系统。新的证据表明，遗传网络受损的植物存在着改变的微生物群，同时能造成叶际生态失调，这表明植物遗传调控是叶际微生物群组装的关键驱动因素，同时叶际微生物群与植物健康息息相关。

植物叶际微生物群的组成会受到多种因素的影响。土壤是叶际微生物多样性的储存库，与植物的营养和生长相互作用，为植物叶际提供微生物，并影响叶片化学。农业管理和气候可以通过改变土壤和植物特性来影响叶际微生物群。生物因素，包括植物基因型和发育阶段，昆虫食草动物攻击，昆虫传粉，病原体感染，以及微生物的竞争和合作等，推动了叶际微生物群的组成。同时植物的遗传性状和新陈代谢可能介导了与这些因子相关机制的产生。

植物遗传网络受损和动态平衡的破坏会改变植物的基因表达和新陈代谢，从而影响叶片化学，导致生态失调的发生，同时改变微生物群落的组成。改变后的微生物群反过来可以与植物宿主相互作用，并创造一种支持它们增殖的条件，进而去影响植物的生长。叶际微生物群与植物相互交叉调节，成一个反馈环。

作者提到，叶际微生物群与植物本身的密切相互作用决定了植物对环境变化的反应，并形成了一个调控反馈环，支撑着这两个生态系统组成部分之间的共同进化、互惠互利的关系。天然免疫缺陷对于有效应对生物和非生物胁迫可能是植物界面临的共同挑战;调节寄主关键遗传网络以防止生态失调，可能是利用天然叶际微生物群改善植物在自然和农业中表现的一条新途径。