Microbiome | 玉米合成苯并恶嗪类化合物对宿主相关微生物群的影响
丹麦学者Inge S. Fomsgaard 和Mogens Nicolaisen等人于2019年4月11日在《Microbiome》上发表题目为《Maize synthesized benzoxazinoids affect the host associated microbiome》的文章。该文章研究了玉米次生代谢产物苯并恶嗪类化合物(BXs)对寄主相关微生物结构的影响。利用BX敲除突变体及其W22亲本，通过16S和ITS2 rRNA基因扩增子测序分析了玉米早期生长阶段的微生物群特征。
文章摘要
背景：植物通过合成生物活性物质形成其相关的微生物群落。植物次生代谢产物以其信号传导和植物防御功能而为人所知，但对其对植物微生物群的整体影响却知之甚少。本文研究了玉米次生代谢产物苯并恶嗪类化合物(BXs)对寄主相关微生物结构的影响。利用BX敲除突变体及其W22亲本，通过16S和ITS2 rRNA基因扩增子测序分析了玉米早期生长阶段的微生物群特征。
结果：实验结果表明，苯并恶嗪类化合物(BXs)不仅影响根和芽的微生物群落，而且影响根际微生物群落。苯并恶嗪类化合物(BXs)对根系真菌丰富度的影响大于根系细菌。玉米的基因型(BX突变体及其亲本系)和植物年龄解释了真菌和细菌的群落结构的变异来源。根系对微生物群落的基因型效应强于根际。在根和芽中不同但是特异的微生物类群都受到苯并恶嗪类化合物的影响，如许多植物病原菌与苯并恶嗪类化合物含量呈负相关。此外，根微生物群落的共分析网络表明，苯并恶嗪类化合物(BXs)影响了微生物群落的特定群体的变化。
结论：本研究对苯并恶唑嗪酮类化合物在根际，根与芽中的微生物群落形成中的作用提供了深入的见解。将苯并恶唑嗪酮类化合物的代谢物与细菌和真菌群落的定量技术结合起来，通过显示苯并恶唑嗪酮类化合物与特定微生物类群的相关性，从而提出苯并恶唑嗪酮类化合物的“gatekeeper”作用，从而为了解苯并恶唑嗪酮类化合物对玉米根和芽中特定真菌和细菌类群的影响提供见解。
关键词：苯并恶唑嗪酮类化合物，植物微生物，根系分泌物，次生代谢产物，敲除突变体，玉米微生物
文中主要图片说明
图1 | BXs在茎组织(A、B、C、D、E)以及根组织(F、G、H、I、J)含量。
图2 | 玉米根和根际细菌群落的分类学特征和alpha多样性。
图3 | 玉米根和根际真菌群落的分类学特征和alpha多样性。
图4 | 对玉米根际和根系样品进行基于加权UniFrac矩阵细菌群落的PCoA分析。
图5 | 对玉米根际和根系样品进行基于加权UniFrac矩阵真菌群落的PCoA分析。
图6 | 不同的BX代谢物与相关细菌和真菌的OTUs网络分析。
图7 | 基于Spearman相关性的W22_1及其突变体根系样品的微生物网络分析。
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