综述：从土壤到基因序列：揭示植物与根际微生物群相互作用的机制与工具

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：From soil to sequences: mechanisms and tools unravelling plant-rhizomicrobiome interactions

根际作为植物与微生物动态界面，微生物多样性驱动养分循环、抗逆及作物性能，应对土壤退化、气候多变和资源限制，分子及组学技术促进研究，从群落描述转向机制理解，整合框架提升农业可持续性。

　　

摘要

植物的根际是一个动态的界面，在这里与多种微生物群落的相互作用驱动着养分循环、抗逆性和作物表现。随着农业系统日益面临土壤退化、极端气候变异性和资源限制等挑战，理解根际微生物组的功能并开发可持续的策略来增强这些功能已成为实现可持续作物生产的核心。本文综述了当前关于植物-根际微生物组相互作用的知识，重点介绍了调节养分吸收、非生物和生物胁迫响应以及根际微生物群落的生物机制和信号通路。它整合了共生信号传导、免疫调节和微生物通讯方面的证据，展示了植物与微生物之间的协调相互作用如何对植物健康和土壤功能产生显著影响。此外，本文还探讨了基于分子和组学技术的进步如何通过实现无需培养即可对复杂土壤环境中的微生物多样性、活性和功能进行高分辨率分析，从而改变了根际微生物组的研究方式。基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学及相关功能方法共同将这一领域从描述性的群落分析转向了机制性的理解。通过综合这些生物机制和分子工具所提供的见解，本文为解释根际微生物组的功能以及将分子发现与农业系统中的生产改进结果联系起来提供了一个综合框架。总体而言，这些进展使得根际微生物组成为一个易于研究的生物地球化学系统，有助于探索和提升可持续农业中的土壤健康和作物抗逆性。