团队成果：BMC BMC Plant biology-高丰度青枯菌改变了番茄根际微生物组和代谢组
BMC BMC Plant biology-高丰度青枯菌改变了番茄根际微生物组和代谢组
High abundance of Ralstonia solanacearumchanged tomato rhizosphere microbiomeand metabolome
作者信息
第一作者：
文涛 Tao Wen
通讯作者：
袁军 Jun Yuan
单位
南京农业大学 资源于环境科学学院 沈其荣组
结果
番茄根际青枯菌丰度
在田间采集了12个根际土壤样本，按照病原菌（青枯病）丰度分为两组，分别为高丰度组和低丰度组。两组的病原菌丰度显著不同。随后测定根际土壤微生物群落和根际代谢组。
细菌群落组成
随后，对这两组样本进行高通量测序，共测得15143条序列，标准差为3416。通过高通量测序聚类生成的OTU的数量一般用来代表微生物群落的多样性。我们的样本平均OTU数目为340个，不同样本之间OTU数量变化范围为213-410。微生物群落在门水平上丰度最高的四个门分别为变形菌门（76.72%），拟杆菌们（13.63%），Cyanobacteria （4.36%），放线菌门（1.98%）。通过PCoA排序我们发现高病原菌处理和低病原菌处理的细菌群落显著不同。进一步分析表明被注释为青枯菌的属为变形菌门主要的微生物。虽然青枯菌的丰度非常高，但是群落的差异并不是仅仅由于这一个菌的作用，因为在去除这个菌后，微生物群落依然差异显著。同时，Apha多样性也表明高丰度青枯菌组显著降低了细菌群落多样性。
解析高病原菌组和低病原菌组微生物群落互作网络
为了进一步理解病原菌是如何影响微生物群落的，我们对两组做了共线性网路。结果表明两组网络显著不同。高病原菌组显著降低了网络中连线数量并且在该组中Paenibacillus, Flavisolibacter,Chitinophagaceae, Sphingobacteriales, MND1,Solibacterales, Rhodospirillaceae 和 GOUTA19是关键的微生物，但是低病原菌组中关键微生物是Xiphinematobacter, Xanthomonadaceae,iii1–15, H39, EW055, MND1 和 DS-18。在低病原菌组中和青枯菌连接的OTU只有一个，注释为Kaistobacter，这可能是和病原菌相关的一个潜在的重要细菌。
可能抵抗病原菌的微生物
为了寻找可能抵御病原菌的微生物，在属水平上进一步研究微生物群落。发现了十个细菌和病原菌丰度显著负相关，并且在低病原菌处理中的丰度显著高于高病原菌处理。例如，在低病原菌处理中Chitinophaga的丰度为17.95&，显著高于高病原菌处理中的4.6%。
根际代谢组特征极其和根际微生物组成的联系
为了解释根际青枯菌的变化，我们测定了根际代谢信息，使用了GC-TOF-MS，一共测得了694个峰，这些峰在两个处理之间存在显著差异。在694个峰中一共有249个峰被注释为已知的代谢物，并且按照化学性质分为8个类别。8种糖醇，38种糖，4种糖酸，31种小分子有机酸，37种长链有机酸，13种脂肪类化合物，40种氨基酸类化合物，22种醇类化合物，还有56种其他类别的物质。两个组之间的差异分析表明了有16种代谢物具有显著差异。低病原菌处理中发现其高丰度物质为糖类物质和小分子有机酸。
其次门特尔相关表明了根际代谢组分和微生物组成具有显著的相关性，通过CCA分析发现根际代谢组可以解释土壤微生物差异的17.2%。
根际互作生物学研究室 简介
根际互作生物学研究室是沈其荣教授土壤微生物与有机肥团队下的一个关注于根际互作的研究小组。本小组由袁军副教授带领，主要关注：1.植物和微生物互作在抗病过程中的作用；2 环境微生物大数据整合研究；3 环境代谢组及其与微生物过程研究体系开发和应用。团队在过去三年中在 isme J， Microbiome， PCE，SBB，Horticulture Research等期刊上发表了多篇文章。欢迎关注 微生信生物 公众号对本研究小组进行了解。
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