实验室高程研究团队在微生物组抗逆性研究中取得新进展

所有生命活动都离不开水，而全球干旱加剧对许多地方的生产生活造成威胁。在干旱造成的众多严重后果中，农业产量和质量的下降对人类文明的危害最大。植物对干旱胁迫的响应与微生物密切相关。这些微生物一方面受到干旱的胁迫，另一方面微生物也可以影响植物对干旱的耐受性。

然而，关于干旱胁迫下真菌组和细菌组的稳定性是否存在差异这一核心问题，此前仍然缺乏认识。在本研究中，高程研究组对这一问题进行了探究。已知真菌和细菌在生长速率方面存在巨大差异：真菌生长相对较慢，而细菌生长相对更快。据此他们提出两个假说：1.干旱胁迫下真菌组的抵抗力比细菌组强；2.干旱后复水情景下真菌组的恢复力比细菌组弱。利用之前已发表真菌组和细菌组数据，他们分别在群落组成层面和物种关联层面对这两个假说进行检验。

在群落组成层面上，与他们的假说一致，他们发现与细菌组相比，真菌组对干旱胁迫的抵抗力更强，且在复水后真菌组的恢复力较弱。奇怪的是真菌组的恢复力在复水第一周比细菌组更强，在物种关联层面上的结果更复杂，总体上干旱破坏了细菌-细菌之间，真菌-真菌之间以及细菌-真菌之间的共现网络。令人惊讶的是，根际真菌和叶际细菌的功能类群间的共现网络因干旱而得到加强，在根际中涉及丛枝菌根真菌的共现网络也是如此。他们还利用该数据对胁迫梯度假说进行了检验。该假说认为，在干旱等胁迫情景下，物种间的竞争减弱，而正相互作用频率增加。他们发现干旱增加了正相关关系的相对频率，支持胁迫梯度假说。并且他们还从共现网络中检测到了很多枢纽物种，这些物种在微生物组构建方面可能发挥重要作用。

实验室高程研究团队关于真菌和细菌共现网络的复杂性和特异性的发现提出了新的问题：1.其他胁迫是否也能增强微生物网络复杂度，2.微生物网络增强的分子和化学机制是什么，3.是否可以通过引入网络中的枢纽微生物来增强植物对干旱胁迫的抵抗力？

微生物跨界共现网络

该成果以“Co-occurrence networks reveal more complexity than community composition ｉｎ resistance ａｎｄ resilience of microbial communities”为题发表在Nature Communications。真菌学国家重点实验室的高程研究员是第一兼通讯作者，中国农业大学的徐凌教授是并列第一作者，加州大学伯克利分校的John W. Taylor教授是并列通讯作者。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-31343-y