(1)The aerial parts of plants, which are collectively referred to as the phyllosphere, includes leaves, flowers, stems, fruits, and pollens, each with unique morphological and physical properties
(2)叶片表面并非无菌,而是被大量微生物(附生菌)覆盖,它们常以生物膜的形式聚集在气孔等特定区域。气孔是微生物进入叶片内部的重要“门户。
摘要
(1)The aboveground parts of terrestrial plants are colonized by a variety of microbes that collectively constitute the phyllosphere microbiota. 陆生植物的地上部分被多种微生物定殖,这些微生物共同构成了叶际微生物组。
(2)Decades of pioneering work using individual phyllosphere microbes, including commensals and pathogens, have provided foundational knowledge about how individual microbes adapt to the phyllosphere environment and their role in providing biological control against pathogens.数十年来,利用单个叶际微生物(包括共生菌和病原菌)进行的开创性工作,为我们理解单个微生物如何适应叶际环境以及它们在提供针对病原菌的生物防治中的作用奠定了基础知识。
(3)Recent studies have revealed a more complete repertoire of phyllosphere microbiota across plant taxa and how plants respond to and regulate the level and composition of phyllosphere microbiota.近期研究揭示了跨植物类群的更完整的叶际微生物组组成,以及植物如何响应和调控叶际微生物组的水平和组成
(4)Importantly, the development of several gnotobiotic systems is allowing causative and mechanistic studies to determine the contributions of microbiota to phyllosphere health and productivity.重要的是,几种无菌系统的开发使得我们能够进行因果性和机制性研究,以确定微生物组对叶际健康和生产力所做出的贡献。
(5)New insights into how the phyllosphere carries out key biological processes, including photosynthesis, biomass accumulation, reproduction, and defense against biotic and abiotic insults, in either the presence or absence of a normal microbiota could unleash novel plant- and microbiota-based technologies to improve agriculturally relevant traits of crop plants.关于叶际在存在或缺乏正常微生物组的情况下如何执行关键生物学过程(包括光合作用、生物量积累、繁殖以及抵御生物和非生物胁迫)的新见解,可能会释放出新型的基于植物和基于微生物组的技术,以改良作物的农艺相关性状。
(6)Result
(7)PREFACE: A HISTORICAL PERSPECTIVE 前言:历史的视角
(8)PHYLLOSPHERE MICROBIOTA ACROSS PLANT TAXA 植物分类群中的叶际微生物群
对已发表的叶际微生物组研究进行荟萃分析,展示了叶际微生物群的组成和现有研究的分布情况。简单来说,这张图用数据回答了三个问题:“植物叶际住着哪些主要微生物?(图a)”、“科学家们都研究了哪些植物?(图b)” 以及 “样品都是从哪里采集的?(图c)”。
(9)The Phyllosphere of Seed Plants种子植物的叶圈
(10) The Phyllosphere of Non-Seed Plants 非种子植物的叶圈
(11) MOLECULAR TRAITS FOR EPIPHYTIC AND ENDOPHYTIC LIFESTYLES 附生和内生生活方式的分子特征
(12) THE RELATIONSHIP BETWEEN PHYLLOSPHERE, SOIL, ROOT, AND ANIMAL MICROBIOTAS 叶圈、土壤、根系和动物微生物之间的关系
(图a)核心观点:植物不同部位(根、茎、叶、花、果、种子)都定殖着特定的微生物群落,这些群落之间相互关联(例如,部分叶际微生物可能来源于土壤,并通过种子代际传递)。定殖过程受地理、季节变化、植物遗传和植物年龄等多种因素驱动。
(图b)叶片表面并非无菌,而是被大量微生物(附生菌)覆盖,它们常以生物膜的形式聚集在气孔等特定区域。气孔是微生物进入叶片内部的重要“门户”。
(图c)内生菌的数量远少于叶表的附生菌,它们主要生活在叶片内部的细胞间隙(质外体)中,那里相对受保护,但营养也更有限。
(13) COMMMENSALS VERSUS PATHOGENS IN THE PHYLLOSPHERE 叶层中的共生体与病原体
(14) PLANT IMMUNE RESPONSE TO PHYLLOSPHERE MICROBIOTA
(15) FUNCTIONS OF THE PHYLLOSPHERE MICROBIOTA 叶际微生物群的功能
叶际微生物组定殖对植物生物学的多方面影响。它从个体植物功能和全球生态系统两个层面,概括了叶际微生物的核心作用。
(16) Ecosystem Carbon Cycles 生态系统碳循环
(17) Ecosystem Nitrogen Cycles 生态系统氮循环
(18) Growth Promotion and Stress Tolerance 促进生长和抗压能力
(19) Biological Control 生物防治
(20) PLANT GENETIC CONTROL OF MICROBIOTA HOMEOSTASIS 微生物群稳态的植物遗传控制
叶际微生物组稳态的概念及其研究工具。它由两个子图组成,核心是定义了微生物组状态的三种类型,并介绍了用于研究这些状态的实验系统。
无菌植物生长系统是一个排除干扰、化繁为简的强大工具。它通过在完全可控的“生物真空”中培养植物,让科学家能够从“看到微生物和植物在一起”,发展到“证明就是这个微生物让植物更健康”,从而真正理解植物与微生物之间错综复杂的关系。
(21) CONCLUSION AND FUTURE PERSPECTIVES 结论和未来展望
植物调控叶际微生物组稳态的信号通路网络。
介绍了合成微生物群落(SynCom)的概念及其在研究中的关键作用
关于叶际在存在或缺乏正常微生物组的情况下如何执行关键生物学过程(包括光合作用、生物量积累、繁殖以及抵御生物和非生物胁迫)的新见解