植物的表型和健康受其體內(nèi)外共棲的有益、有害真菌群落的動態(tài)平衡調(diào)控，而植物-真菌互作、真菌有益-有害類群互作，又在很大程度上受干旱等非生物因素的影響。近期，中國科學(xué)院微生物研究所高程團隊利用全息組學(xué)（Holo-Omics）技術(shù)，整合植物和真菌的多個組學(xué)數(shù)據(jù)集，結(jié)合外源代謝物添加的真菌共培養(yǎng)實驗，發(fā)現(xiàn)在干旱脅迫下，植物根系通過上調(diào)乙醇胺合成，特異性招募具生防潛力的內(nèi)生真菌。內(nèi)生真菌一方面通過磷脂代謝通路增強膜穩(wěn)定性，另一方面分泌鐵載體、非核糖體肽、聚酮等次代物質(zhì)拮抗病原菌。研究發(fā)現(xiàn)，上述拮抗效應(yīng)僅發(fā)生于植物開花前的干旱脅迫階段，而開花后遭受干旱則無此現(xiàn)象；該時間窗口效應(yīng)受到生態(tài)位空間和適合度差異的雙向調(diào)控。

干旱、植物、內(nèi)生真菌與植物病原真菌關(guān)系的結(jié)構(gòu)方程模型

該研究成果以Holo-Omics disentangle drought response and biotic interactions among plant, endophyte and pathogen為題發(fā)表在New Phytologist上。中國科學(xué)院微生物研究所特別研究助理陳沛霖為論文第一作者，微生物研究所高程研究員為論文的通訊作者。美國加利福尼亞大學(xué)和美國能源部聯(lián)合基因組研究所的科研人員也參與了此項研究。該研究得到中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項和國家自然科學(xué)基金等項目的資助。