根际微生物群驱动的代谢变化导致芫荽（Coriandrum sativum L.）中挥发性有机化合物的含量发生改变

《Plant and Soil》：Rhizospheric microbiota-driven metabolic shift results in altered volatile organic compounds in Coriandrum sativum L.

根系细菌调控洋甘菊挥发性有机物合成机制研究。通过对比无菌、灭菌及接种假单胞菌/芽孢杆菌的土壤条件，发现微生物显著改变VOC组成，提高香豆素、肉桂酸等风味物质，同时降低饱和脂肪酸含量。代谢组学显示微生物影响萜类和醛类生物合成途径，单菌接种产生特异性VOC指纹，全菌群接种恢复类似田间土壤的VOC谱系。

　　

摘要

背景与目的

根际细菌影响植物的次生代谢。构成香草和香料香气的挥发性有机化合物（VOCs）可能通过根际细菌进行调节。然而，目前对于根际微生物如何影响主要香料（例如香菜）中的VOC产生仍知之甚少。

方法

在无菌条件下、自然田间土壤中、高压灭菌后的土壤中，以及在添加了土壤微生物接种剂的高压灭菌土壤中培养香菜，并分别用Pseudomonas azotoformans或Bacillus megaterium进行单菌接种以验证假设。通过GCMS分析VOC组成，并结合土壤宏基因组学和代谢途径富集分析进行研究。

结果

微生物处理对植物形态和生物量没有显著影响；然而，微生物的存在显著改变了VOC的组成。具体来说，与在无菌组织培养中生长的植物相比，富含微生物的田间土壤中α-亚麻酸、亚油酸、植醇、角鲨烯、豆甾醇等物质的含量较高。与无菌土壤相比，在富含微生物的土壤中生长的植物中，香豆素、肉桂酸、角鲨烯等物质的含量较高，而芥酸、二十二酸、硬脂酸、壬醇、1-十八醇等物质的含量相对较低。基于微生物处理方式，代谢组谱型存在差异：单菌接种产生了特定菌株的VOC特征，而全微生物组接种剂则恢复了类似田间的VOC谱型。途径分析揭示了萜类化合物和醛类生物合成的变化。

结论

我们的发现强调了根际细菌在影响香菜VOC产生中的重要作用，为通过微生物组管理和开发专用生物接种剂来提升作物风味提供了潜在策略。