本论文引用到九圃植物培养箱BPC500H，研究拟通过微生物组测序解析根毛发育调控因子对干旱下根相关微生物群落组成及装配模式的影响，并识别在干旱下受根毛调控因子影响的关键类群或微生物；通过微生物培养组学还原验证关键微生物干旱保护效应（表型）及其植物保护机制（转录响应特征）；结合宏基因组学鉴定关键微生物功能基因，并通过微生物遗传操作进行验证。由此，综合探讨干旱下根毛发育调控因子介导的植物-微生物的互作及调控机制。

文献引用的九圃产品——九圃植物培养箱BPC500H

      由于根毛是植物根系吸水和与微生物互作的重要前沿细胞类型，南方科技大学宋毅课题组通过利用多个根毛发育（根毛密度减少和增多）突变体，发现多根毛突变体gl2可诱导干旱根内微生物群落确性组装，并特异性诱导有益根瘤菌的富集。本研究通过高通量分离菌株鉴定以及多体系（PEG平板及土壤体系）还原接菌验证，证实了受根毛相关突变体影响的根瘤菌菌株能够提升植物抗旱性，并揭示其背后的转录组学机制。此外，宏基因组研究表明干旱下微生物精氨酸和脯氨酸代谢通路关键功能基因（如编码鸟氨酸环化脱氨酶的ocd基因）在gl2根系微生物组显著富集。进一步通过细菌遗传敲除试验表明该基因显著影响干旱保护性根瘤菌对氧化胁迫的适应性，也显著降低了其植物干旱缓解效应。本研究通过遗传学和整合多组学交叉手段证实了宿主遗传效应在干旱下植物-微生物互作动态中的作用，揭示了根瘤菌介导的非生物胁迫保护机制，拓展了逆境下非豆科植物与根瘤菌有益互作生理生态学机理的认识。

图1 根毛发育调控因子显著干旱下影响根相关微生物群落组成且gl2诱导根内微生物群落确性组装。

a-b. 不用基因型根相关微生物组alpha，beta多样性组成；

c-d.不同基因型根际微生物组装模式及不同驱动因素占比。

图2 多组学揭示根瘤菌干旱保护性功能菌株生长速率，氧胁迫适应性及其植物干旱保护效应依赖于脯氨酸代谢通路关键基因ocd。

a. ocd基因在Rhizobium sp. 4F10基因组位置示意图

b. ocd基因介导L-Ornithine到L-Proline的转化

c-e. Rhizobium sp. 4F10及其突变菌株△ocd接菌表型，初生根长及鲜重统计

f. Rhizobium sp. 4F10及△ocd生长速率差异

g-h. Rhizobium sp. 4F10及△ocd氧胁迫适应性差异

图3 干旱下植物根系-根瘤菌互作的模型图。

a 不同根毛发育调控因子的突变体在干旱条件下影响根部代谢物（如氨基酸和类黄酮）；gl2诱导干旱下根内微生物确定性组装并特异性富集根瘤菌科相关微生物，增加了其在微生物网络中的重要性，此外，gl2根内微生物组富集微生物氨基酸代谢转运蛋白功能通路。

b 干旱保护性根瘤菌主要诱导植物保护性糖（trehalose）生物合成和干旱应答转录因子（TFs）等的表达增强其干旱适应性。此外，其通过根瘤菌关键基因通过影响自身生长速率以及干旱下的氧胁迫适应性进而影响其对植物的干旱保护效应。

      若您使用九圃产品发表SCI文献，欢迎您前来联系我们，参与有奖征集计划。活动请参见公众号【关于我们-论文征集】，或添加微信号【JIUPO907】进行了解。

我们将用更加智慧、高效、节能产品为全球农科实验保驾护航！