花青素调控叶际微生物群落关键机制获揭示

近日，华南农业大学农业学院教授葛良法团队通过调节活性氧，揭示了花青素内部乳酸菌丰度的机制，以促进藜藜苜蓿叶。相关成果在《植物杂志》上在网上发表(the Plant Journal)。

叶际微生物是固定在植物地面上的微生物群体。根据固定位置的不同，它们可以分为附生微生物和内部微生物。叶际环境不稳定，其微生物组成受气候、土壤类型、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、发育阶段和次生代谢物在塑造叶际微生物群落方面也发挥着重要作用。

在purple中， leaves(pl)在突变体中，叶片中的花青素含量显著增加，内部乳酸菌的丰富性也显著增加。体外实验表明，在有氧环境中添加从pl叶片中提取的花青素可以显著促进乳酸菌的生长。进一步研究发现，叶片中花青素的积累有效地降低了活性氧(ROS)水平，进而为乳酸菌提供更有益的生存环境，促进其在植物组织中的增殖。研究小组提供图片

花青素是一种水溶性黄酮化合物。由于其抗氧化特性，它可以清除活性氧，在胁迫环境中缓解氧化损伤，在应对非生物和生物胁迫方面发挥重要作用。虽然研究了植物二次代谢产物在叶际环境中的作用，但尚未充分研究花青素在调节叶际微生物群落中的作用。

研究小组从豆科饲料植物藜藜苜蓿突变体库中选择了一个名为purple的研究小组 leaves(pl)突变体，这种突变体在娇嫩的叶子中积累了大量的花青素，使叶子呈紫色。16SPL突变体叶微生物群落经过RRNA扩增子测序，发现花青素的过度积累显著提高了叶片中乳酸菌的丰富性。此外，体外培养实验表明，从pl叶片中提取的花青素可以显著促进乳酸菌在有氧环境中的生长。进一步分析发现，pl叶片中过度积累的花青素有效降低了活性氧水平，为兼性厌氧乳酸菌创造了更有利的生存条件，从而促进了其增殖。

这项研究揭示了花青素在调节苜蓿叶际微生物群落中的关键作用，阐明了植物二次代谢物如何通过调节氧化环境影响叶际微生物组成，为探索植物代谢物与微生物之间的相互作用提供了新的视角。