植物在環境中暴露於大量微生物中，這些微生物定植於植物表面和組織並構成植物微生物群落。植物微生物群的大部分成分是由植物從環境中獲取，部分透過種子垂直傳播。環境變化會影響微生物丰度和分佈進一步影響對應生物生長髮育。但目前缺乏有關長期歷史微生物多樣性的科研報道，因此應對長期全球環境變化的研究成為一種挑戰。
近日，法國國家自然歷史博物館生物多樣性研究所RolandMarmeisse在Trends in Plant Science線上發表“Herbaria preserve plant microbiota responses to environmental changes”，研究人員利用植物標本館中儲存的古代植物及相關微生物群落痕跡評估長期的全球變化對植物-微生物群相互作用的影響。
無論是化肥還是殺蟲劑，調控植物微生物群被認為是農業中減少相關投入使用的一種方式。但短期同步研究表明，環境干擾、農業作業方式以及環境植物群落的變化，都會對與植物互作的微生物群落產生重大影響。因此，需要一個新的研究領域來評估持久環境變化如何改變植物與微生物群的相互作用，以及這些變化是否對植物健康有害。然而，由於缺乏微生物分佈的全面歷史記錄，無法對絕大多數微生物物種進行評估。
如何可以找到過去與植物相互作用的微生物多樣性的痕跡？答案就在植物標本館裡。植物標本館不僅僅是植物標本的儲存庫，而且是整個植物全息生物的儲存庫。植物標本館無意中保留了其中的微生物成分，這些微生物成分代表了過去微生物多樣性，並可以透過其DNA特徵揭示出來。
這些微生物存在的證據是顯而易見的，如圖1 A-C 病原體和形成根瘤的根瘤菌，如圖1D乾燥的根際土壤有時會覆蓋植物標本的根部，也可以保護（植物選擇的）根際微生物群落，如圖1E-G顯微鏡觀察也揭示了內生真菌和共生真菌的存在。對植物標本館中植物的目視檢查可用於記錄單個病原體的存在和傳播，仍需要其他工具來獲取不顯眼的植物相關微生物（例如內生菌）的多樣性，並探測整個群落，而不僅僅是單個微生物物種。因此產生短測序讀數的高通量測序平臺和下游生物資訊學分析確實與降解的DNA相容有利於相關序列資訊的獲取和分析。
圖1 植物標本館中與植物標本相關的微生物圖示
解開植物相關微生物過去的多樣性可能對恢復生態學和發展更可持續的農業具有直接影響，以便在不斷變化的世界中更好地利用微生物多樣性。同時新的開放性課題被提出：
1、全球變化是否有助於標準化、同質化微生物群落？
2、全球變化是否有利於與植物相互作用的微生物的特定功能性狀？
3、集約化的農業作業是否破壞了農作物與其微生物群之間的共同進化？或者，集約化農業是否導致作物與其微生物群之間出現新的共同進化關係？
4、我們是否協助與植物相互作用的微生物意外入侵？
原文連結：
https://doi.org/10.1016/j.tplants.2021.11.012
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