构建的SynComs概括了其来源微生物组的抑制作用，而来自高抗性品种的代谢物(其特征在于富含莽草酸、硬脂酸和D-(-)-呋喃核糖)促进了这些有益微生物的生长

Host-mediated rhizosphere microbiome transfer suppresses Fusarium oxysporum in banana

（1）A plant's phenotype is determined by the traits of both the plant itself and its associated microbiome. However, we still have a poor understanding of the extent to which plant microbial recruitment contributes to disease resistance. 植物的表型由植物本身及其相关微生物的特性决定。然而，我们仍然对植物微生物补充在多大程度上有助于抗病性缺乏了解。

（2）We conducted a cross-inoculation experiment in which rhizosphere microbiomes from Fusarium wilt-resistant and susceptible banana varieties were collected and used to colonize the next planting cycle, and microbiome dynamics during recruitment and transfer were tracked. Culture-based approaches were used to construct synthetic microbial communities (SynComs) and test the effects of variety-specific metabolites on isolated strains. 我们进行了交叉接种实验，收集了抗枯萎病和感病香蕉品种的根际微生物群，用于在下一个种植周期定殖，并跟踪了微生物群在补充和转移过程中的动态。基于培养的方法被用于构建合成微生物群落(SynComs)并测试品种特异性代谢物对分离菌株的影响。

（3）Transferring the rhizosphere microbiome from a highly resistant variety to a susceptible variety reduced Fusarium wilt pathogen abundance by 37.65% compared with transferring the susceptible plant's microbiome, while sterilized microbiomes had no detectable effect. Constructed SynComs recapitulated the suppressive effects of their source microbiomes, and metabolites derived from the highly resistant variety, characterized by enrichment of shikimic acid, stearic acid, and D-(−)-ribofuranose, promoted the growth of these beneficial microbes. 与转移敏感植物的微生物组相比，将根际微生物组从高抗性品种转移到敏感品种减少了37.65%的枯萎病病原体丰度，而灭菌的微生物组没有可检测的效果。构建的SynComs概括了其来源微生物组的抑制作用，而来自高抗性品种的代谢物(其特征在于富含莽草酸、硬脂酸和D-(-)-呋喃核糖)促进了这些有益微生物的生长。

（4）Our results highlight that plant resistance levels are largely determined by the plant's ability to recruit a disease-suppressive microbiome, suggesting that enhancing microbial recruitment may represent an avenue to improve the disease resistance of susceptible varieties. 我们的结果强调，植物抗性水平在很大程度上取决于植物招募抑制疾病的微生物组的能力，这表明增强微生物招募可能是提高敏感品种抗病性的一种途径

（5）Result

第一种植周期（‘1’）：确定微生物组来源

首先，他们种植了三种不同抗病水平的香蕉品种：高抗（HR，红色）、中抗（R，橙色） 和感病（S，紫色）。待这些植物长大后，收集它们各自的根际微生物组（即生长在根周围的土壤微生物）。这些微生物组分别被标记为红色（高抗来源）、橙色（中抗来源）和紫色（感病来源）。第二种植周期（‘2’）：进行微生物组移植，他们将收集到的微生物组，分别接种到新种植的三种香蕉品种（同样包括高抗、中抗、感病）的土壤中。例如，代表“高抗来源（红色箭头）”的微生物组，会被移植到“高抗、中抗、感病”三个品种的土壤中。其他来源的微生物组以此类推。目的：通过这种设计，可以回答一个关键问题：一个感病品种，如果获得了高抗品种的“微生物组”，它的抗病能力会变强吗？

子图 b-d：微生物组移植对病原菌（FOC）丰度的影响。蓝色箱线图：接种的是活的微生物组。红色箱线图：接种的是灭菌的微生物组（作为对照，证明起作用的确实是活的微生物。

（6）The impact of rhizosphere microbiome transfer on the pathogen abundance 根际微生物群转移对病原菌丰度的影响

微生物群转移对香蕉第二种植周期根际微生物群落结构的影响

（7）Bacterial and fungal community profiles across banana varieties 香蕉品种的细菌和真菌群落特征

子图 a：第一周期——高抗与感病品种的天然差异

分析方法：火山图（Volcano plot）。它展示了在第一轮种植中，高抗品种（HR）与感病品种（S）的根际微生物组之间，存在哪些显著差异的细菌（zOTUs）。颜色含义：橙色点：在高抗品种中显著富集的细菌。这些是“高抗品种特有的优势菌群”。绿色点：在高抗品种中显著减少的细菌（即在感病品种中富集）。灰色点：无显著差异的细菌。

子图 b：第二周期——移植后感病品种的微生物变化

分析方法：火山图。它展示了在第二轮种植中，当感病品种（S）被移植了不同来源的微生物组后，其根际微生物组的差异。比较对象：接种了“高抗来源微生物组”的感病品种（2S + 1HR） vs. 接种了“感病来源微生物组”的感病品种（2S + 1S）。颜色含义：红色点：在移植了“高抗菌群”后显著富集的细菌。这些是“成功从高抗品种转移并定植到感病品种的有益菌”。蓝色点：在移植了“高抗菌群”后显著减少的细菌。结论：成功地从高抗品种那里“继承”了一批特定的细菌（红色点），这些细菌可能就是帮助感病品种提高抗性的关键。

子图 c：关键细菌的转移路径追踪 分析方法：桑基图（Sankey diagram），展示了细菌在两次种植周期中的“身份”变化。分组：HR-enriched：在高抗品种中富集的细菌。S-enriched：在感病品种中富集的细菌。NSD：无显著差异的细菌。箭头：线条的粗细代表了细菌从第一周期的状态，转变为第二周期状态的数量。

关键发现：图中最粗的橙色线条显示，绝大多数在高抗品种中富集的细菌（HR-enriched），在成功移植到感病品种后，依然保持了富集状态（Re-enriched）。这直观地证明了这些“有益菌群”不仅被成功转移，而且成功地在新的宿主（感病品种）中定植和繁衍。

子图 d：成功转移的关键细菌“英雄榜”分析方法：分支图（Cladogram，进化树的一种展示形式），展示了成功转移并富集的细菌的分类学信息。内圈：不同颜色代表不同的门（Phylum）。中圈（环1）：代表科（Family）水平。外圈（三角形）：代表具体的zOTU（相当于细菌的“菌株”）。外圈的紫色高亮显示的是那些被成功分离培养出来的菌株。结论：这张图“点名”了那些成功从高抗品种转移到感病品种的“功臣”细菌，并清晰地展示了它们的“家谱”（从门到科）。图中的紫色标记为研究者后续构建合成菌群（SynComs）提供了明确的“候选名单”。

子图 e：成功转移菌株的相对丰度验证。分析方法：柱状图，定量展示了在子图d中被鉴定出的、且已成功培养的菌株，在不同处理下的丰度变化。分组：比较了第一周期的高抗品种（1HR）、感病品种（1S），以及第二周期的感病品种（接种了不同菌源）中，这些特定菌株的丰度。关键发现：这些“明星菌株”在高抗品种中丰度很高（深红色柱），在感病品种中很低（浅红色柱）。而一旦感病品种接种了高抗菌群（2S + 1HR），这些菌株的丰度就显著回升，达到了与高抗品种相当的水平。而接种感病菌群的感病品种（2S + 1S）则依旧很低。

（8）Transfer of bacterial taxa over planting cycles 在种植周期中细菌分类群的转移

子图 a：合成菌群（SynComs）的“候选名单”

分析方法：分支图（Cladogram），展示了研究中分离并培养出来的细菌菌株的系统发育关系。

内圈颜色：代表不同的门（Phylum）。中圈（环1）：代表属（Genus）水平。外圈：代表了这些菌株的来源（紫色：来自高抗品种；绿色：来自感病品种）。结论：这张图展示了用于构建SynComs的“菌株库”。其中，紫色高亮的部分（来源于高抗品种）是研究者重点关注的对象，因为它们很可能是潜在的“有益菌”。

子图 b：体外实验设计。实验目的：在实验室培养皿中，快速筛选哪些菌株能直接抑制病原菌（FOC）的生长。实验方法：将候选细菌与病原菌FOC共同培养。评估指标：观察病原菌的菌落生长是否受到抑制。

子图 c：体外实验结果。分析方法：柱状图，展示了在培养皿中，不同处理下FOC的相对丰度。对照组：未添加任何细菌（None）。实验组：添加了三种不同的合成菌群（SC1, SC2, SC3）。关键结果：SC1：由上清液对FOC有拮抗活性的菌株组成的SynCom。结果显示，它对FOC的抑制效果最好，丰度最低。SC2：由上清液对FOC无显著效果的菌株组成的SynCom。结果显示，它对FOC几乎没有抑制效果。SC3：由所有成功转移的潜在有益菌组成的SynCom。结果显示，它也能显著抑制FOC，但效果略逊于SC1。结论：某些特定菌株（SC1的组成菌）在体外就具备直接对抗病原菌的能力。

子图 d：体内实验设计。实验目的：在真实的土壤和植物环境中，验证SynComs是否真的能帮助植物抵抗病害。实验方法：在盆栽土壤中接种FOC病原菌，同时接种不同的SynComs，然后种植感病香蕉品种。评估指标：一段时间后，检测植物根际土壤中FOC的丰度。

子图 e：体内实验结果。分析方法：柱状图，展示了在盆栽实验中，不同处理下FOC的丰度。对照组：不添加SynCom（None），添加了来自感病品种的SynCom（SC4）。实验组：添加了SC1、SC2、SC3。关键结果：SC1和SC3都显著降低了根际土壤中FOC的丰度。其中，SC1的效果最好，这与体外实验的结果高度一致。相反，由感病品种菌株组成的SC4，以及随机组合的SC2，都没有表现出抑制效果。结论：验证了SC1和SC3这两个合成菌群在真实环境中是有效的。特别是SC1，由那些能直接抑制病原菌的菌株组成，在体内外都表现出了强大的病害抑制能力。

合成菌群的构建

（9）Pathogen suppressiveness of transferred microbes 转移微生物的病原体抑制性

高抗品种的根会分泌特定的“信号”和“食物”，这些物质能促进有益菌的生长，而抑制或不利于有害菌。

子图 a：高抗与感病品种的根际代谢物差异。分析方法：森林图（Forest plot），用于比较高抗品种（HR）和感病品种（S）根际土壤中代谢物的差异。X轴：代表代谢物在两组间的比例差异。点位于 0 右侧：表示该代谢物在高抗品种中更丰富。点位于 0 左侧：表示该代谢物在感病品种中更丰富。水平线：代表95%置信区间。如果这条线不与0相交（即完全在0的一侧），则说明该差异具有统计学显著性。关键发现：图中用橙色高亮显示了几个在高抗品种中显著富集的代谢物，例如：莽草酸、硬脂酸、D-(-)-呋喃核糖等。图中用蓝色高亮显示了在感病品种中更丰富的代谢物。

结论：高抗和感病品种的根际化学环境（代谢物谱）存在显著差异。高抗品种拥有一些独特的、含量丰富的代谢物。

子图 b：代谢物对特定菌株生长的影响（生长曲线）。实验目的：测试从高抗品种中分离出的一种代表性有益菌（zOTU_36）对特定代谢物的反应。X轴：时间。Y轴：OD600（代表细菌的生长量，数值越高，细菌长得越多）。不同颜色的曲线：蓝色曲线（HR_Mix）：添加了模拟高抗品种的代谢物混合物。结果显示，细菌生长得最好（曲线最高）。紫色曲线（S_Mix）：添加了模拟感病品种的代谢物混合物。细菌生长次之。灰色曲线（C，对照）：仅添加溶剂，不添加代谢物。细菌生长最差。结论：高抗品种特有的代谢物混合物，能显著促进这种有益菌的生长。

子图 c：不同代谢物对不同菌株生长的促进作用（终点分析）实验目的：扩大测试范围，看多种代谢物对多种菌株的影响，并测试不同初始细菌浓度下的效果。分析方法：小提琴图（Violin plot），展示了在培养终点时，不同处理下的细菌生长量（OD600）。分组：HR：添加了高抗品种的模拟代谢物（莽草酸、硬脂酸、D-呋喃核糖及其混合物）。S：添加了感病品种的模拟代谢物。C：溶剂对照。关键发现：对于多种从高抗品种中分离的潜在有益菌（如zOTU_36, zOTU_75, zOTU_148），添加高抗品种的代谢物（尤其是混合物），其生长量（OD600）显著高于添加感病品种代谢物或对照组。例如，zOTU_36在添加了“HR 混合物”后，其OD600值接近0.6，而对照组只有约0.2。相反，图中未显示，但逻辑上可以推断，感病品种的代谢物可能更有利于有害菌或中性菌的生长。结论：这些体外实验直接证明，高抗品种分泌的特定代谢物（尤其是其混合物）是“有益菌的特效生长促进剂”。这解释了为什么这些有益菌能更好地在高抗品种的根际定殖和富集。

（11）Effect of variety-distinguishing plant metabolites on the transfer of specific taxa 区分品种的植物代谢物对特定分类群转移的影响

核心机制总结图，用一个直观的模型概括了“为什么将高抗香蕉的根际微生物组移植给感病香蕉，能够增强其抗病能力

A plant's phenotype is determined by the traits of both the plant itself and its associated microbiome. However, we still have a poor understanding of the extent to which plant microbial recruitment contributes to disease resistance.