近日，农学院葛良法教授课题组在经典植物学杂志the Plant Journal上在线发表了题为“Anthocyanins promote the abundance of endophytic lactic acid bacteria by reducing ROS in Medicago truncatula”的研究论文。
叶际微生物是定殖于植物地上部分的微生物群体，依据定殖位置的不同，可分为附生微生物（epiphytes）和内生微生物（endophytes）。叶际环境并不稳定，其微生物组成受气候、土壤类型、地理位置、温度、光照、湿度等环境因素的影响，同时宿主植物的基因型、发育阶段及次生代谢物也在塑造叶际微生物群落方面发挥着重要作用。花青素是一类水溶性类黄酮化合物，以其抗氧化特性广为人知，能够清除活性氧（ROS）并在胁迫条件下减轻氧化损伤，从而在植物应对非生物和生物胁迫中发挥重要作用。尽管已有研究探讨植物次生代谢产物对叶际环境的影响，但花青素在调控叶际微生物群落中的作用仍未得到充分研究。
研究论文揭示了花青素通过调控活性氧促进蒺藜苜蓿叶内生乳酸菌丰度的机制。研究团队从豆科模式饲草植物蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）突变体库中筛选到一个名为purple leaves（pl）的突变体，该突变体在幼嫩叶片中积累大量花青素，使叶片呈现紫色。对pl突变体叶片微生物群落进行16S rRNA扩增子测序后发现，花青素的过量积累显著提高了叶片内生乳酸菌的丰度。此外，体外培养实验表明，提取自pl叶片的花青素可在有氧条件下显著促进乳酸菌的生长。进一步分析发现，pl叶片中过量积累的花青素有效降低了活性氧（ROS）水平，为兼性厌氧的乳酸菌创造了更有利的生存环境，从而促进其增殖。本研究揭示了花青素在调控蒺藜苜蓿叶际微生物群落中的关键作用，阐明了植物次生代谢物如何通过调控氧化环境影响叶际微生物组成，并为探索植物代谢产物与微生物互作提供了新的视角。
在读博士研究生刘俊杰、已毕业博士黄圆圆和杜欢为该论文共同第一作者。农学院葛良法教授为通讯作者。此外，田静副教授、张庆副教授、张建国教授、王孝林教授、美国CERSE研究所Fan Zhu博士参与了该研究。
相关论文链接：https://doi.org/10.1111/tpj.70127
文图/农学院
