植物微生物专题植物微生物互作研究基石——群落生态学
植物与其生长环境中的微生物有着密切的关系，而微生物群落结构是通过选择、扩散、漂移和物种形成来调节的。
迄今为止，环境选择主要用于解释植物-微生物结构模式，而对其他过程的影响仍然很难研究。
在整体植物-微生物组研究过程中，群落生态学提供了一个机制框架来揭示生态进化过程如何在从个体到种群的精细尺度上运作，从而调节物种在空间和时间中的分布。这个机制是如果作用的，且看下文分解。
首先我们先来看一下几个定义：
什么是选择（selection）？
选择被定义为通过生物和非生物的相互作用，导致个体或物种之间的适应性差异。例如由于土壤类型、植物基因型，农业实践与微生物组组成差异相关的模式。
表示物种的迁移，即物种的引入。分散的结果取决于迁入和迁出群落的多样性、丰富度和组成。对于微生物群落的恢复力和抗干扰研究中，作用巨大。此外，扩散时间和频率是对植物微生物组结构至关重要的。
即通过随机出生和死亡事件随机改变群落规模，当群落规模和多样性状况较低时，漂移的作用可能很重要。
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通过生长速率、突变、重组和水平基因转移的进化过程，促成微生物多样化并且适应不断变化的环境条件。
群落生态学是如何实现概念和机制的统一，指导植物-微生物群落研究呢？第一，量化这四个高级过程在不同系统中的运作程度；第二确定调节其时空相对影响的（生物和/或非生物）机制。
案例一
植物-微生物演化研究表明，微生物会影响植物生长、营养和对生物胁迫的耐受性。然而，迄今为止，这些微生物相关表型（MAPs）主要是由定性和分类学驱动的，而不是基于定量和特征。引入了“模块化微生物组”的概念——微生物聚生体，将其与植物基因型一起工程化，以赋予单个宿主或宿主群体不同但相互兼容的MAPs。
案例二
在非生物玉米模型系统中大大简化了“模块化”细菌群落的发展。通过简化与根相关的微生物组的复杂性，研究人员得到了一个有效的联合体（or ‘module’），仅由七种菌株组成（Enterobacter cloacae等）。当去除一株阴沟肠杆菌后，导致根关联群落的崩溃以及伴随宿主植物对真菌病原体Fusarium verticillioides抵抗作用的丧失。这个发现说明了微生物是如何分散到植物根部和/或定居植物根，并且对微生物组组成（通过共存动力学）和微生物组功能产生影响。
总之，群落生态学提供了工具和概念，以便在植物-微生物组中开发更全面和系统的综合研究。例如，同的微生物组和植物有益性状的表达在植物发育过程中如何变化？非生物（例如，热、干旱）和生物（例如，病原体、昆虫）因素在多大程度上影响植物微生物组成和功能中的四个高级过程（选择，扩散，漂移和物种形成）。
在此过程中，我们预见在植物-微生物组研究中采用生态学观点和系统方法可以为有效提高模块化微生物组提供途径，从而实现食品、饲料和纤维的可持续生产。
【参考文献】
Embracing Community Ecology in Plant Microbiome Research. Trends in Plant Science, 2018.
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