近日，農學院葛良法教授課題組在經典植物學雜志the Plant Journal上在線發(fā)表了題為“Anthocyanins promote the abundance of endophytic lactic acid bacteria by reducing ROS in Medicago truncatula”的研究論文。

  葉際微生物是定殖于植物地上部分的微生物群體，依據定殖位置的不同，可分為附生微生物（epiphytes）和內生微生物（endophytes）。葉際環(huán)境并不穩(wěn)定，其微生物組成受氣候、土壤類型、地理位置、溫度、光照、濕度等環(huán)境因素的影響，同時宿主植物的基因型、發(fā)育階段及次生代謝物也在塑造葉際微生物群落方面發(fā)揮著重要作用。花青素是一類水溶性類黃酮化合物，以其抗氧化特性廣為人知，能夠清除活性氧（ROS）并在脅迫條件下減輕氧化損傷，從而在植物應對非生物和生物脅迫中發(fā)揮重要作用。盡管已有研究探討植物次生代謝產物對葉際環(huán)境的影響，但花青素在調控葉際微生物群落中的作用仍未得到充分研究。

  研究論文揭示了花青素通過調控活性氧促進蒺藜苜蓿葉內生乳酸菌豐度的機制。研究團隊從豆科模式飼草植物蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）突變體庫中篩選到一個名為purple leaves（pl）的突變體，該突變體在幼嫩葉片中積累大量花青素，使葉片呈現紫色。對pl突變體葉片微生物群落進行16S rRNA擴增子測序后發(fā)現，花青素的過量積累顯著提高了葉片內生乳酸菌的豐度。此外，體外培養(yǎng)實驗表明，提取自pl葉片的花青素可在有氧條件下顯著促進乳酸菌的生長。進一步分析發(fā)現，pl葉片中過量積累的花青素有效降低了活性氧（ROS）水平，為兼性厭氧的乳酸菌創(chuàng)造了更有利的生存環(huán)境，從而促進其增殖。本研究揭示了花青素在調控蒺藜苜蓿葉際微生物群落中的關鍵作用，闡明了植物次生代謝物如何通過調控氧化環(huán)境影響葉際微生物組成，并為探索植物代謝產物與微生物互作提供了新的視角。

  在讀博士研究生劉俊杰、已畢業(yè)博士黃圓圓和杜歡為該論文共同第一作者。農學院葛良法教授為通訊作者。此外，田靜副教授、張慶副教授、張建國教授、王孝林教授、美國CERSE研究所Fan Zhu博士參與了該研究。
  相關論文鏈接：https://doi.org/10.1111/tpj.70127

文圖/農學院