New Phytol | 多组学揭秘放线结瘤植物：复杂根瘤微生物组及弗兰克式菌的独特共生特征

本文利用多组学技术系统解析了五种野生放线结瘤植物（桤木、木麻黄、杨梅、马桑、沙棘）的根系微生物组。背景方面，土壤氮素是植物生长关键限制因子，而放线结瘤植物可与弗兰克氏菌形成根瘤共生，贡献全球约25%固氮量，但相关研究相对滞后。研究目的：突破弗兰克氏菌难培养、木本植物基因组复杂等瓶颈，首次同步解析多物种放线结瘤植物与豆科及非结瘤植物的微生物组差异及共生分子机制。结论：放线结瘤植物根瘤中弗兰克氏菌丰度波动大、占比偏低，呈现“宽松管控”和多元共生特征，稳定容纳大量非弗兰克氏菌内生菌。研究鉴定了跨物种核心菌群，发现磷脂酰肌醇信号通路是保守共生模块，并针对桤木、马桑、沙棘根瘤构建了高完整度弗兰克氏菌基因组，其中4个为新物种。与根瘤菌相比，弗兰克氏菌具有更高氮代谢自主性、多层脂质囊泡抗氧化固氮酶及不依赖nifA/σ54的固氮调控等独特共生策略。该研究填补了放线结瘤植物与弗兰克氏菌的遗传图谱空白，为生物固氮和生态修复提供理论基础。