在北卡罗来纳州达勒姆，科学家们正在探索一个看似微小却意义深远的世界——植物的微生物群。通常，我们会想到人体内的微生物群如何影响我们的健康，但植物也有其独特的微生物生态系统，这些微生物不仅生活在植物的表面，还深入到植物的内部。
一项新的研究揭示了这些微生物群的重要性。研究人员发现，当拟南芥这种细长植物的叶片内微生物群落遭到破坏时，植物会失去区分无害和有害入侵者的能力，导致其防御系统反而攻击自身。杜克大学的生物学教授何盛洋（音译）指出，这项发现可能为保护我们的食物供应提供新的策略。
联合国粮食及农业组织的数据显示，农作物病原体每年给全球经济带来的损失高达2200亿美元。这项研究于9月6日发表在《自然植物》杂志上，展示了植物叶片中隐藏的微生物世界如何帮助植物茁壮成长。
研究团队，包括第一作者、何盛洋实验室的博士后研究员Yu Ti Cheng，发现了与维持植物微生物群平衡相关的基因——TIP1。当这个基因发生突变时，植物叶片中无害细菌过量，但同时也出现了其他令人费解的症状。突变植株不仅生长缓慢，叶片上还出现死斑，这通常是植物在对抗感染时的表现，即使没有病原菌存在。
Cheng认为，这些症状表明植物的免疫系统出现了错误，即使没有真正的威胁，也会攻击健康组织。研究显示，携带tip1突变的植物即使在无菌环境下生长，其免疫系统也会过度反应，表现出多个防御基因的激活。
为了验证微生物群失衡是否是问题的根源，研究人员使用了无菌生长系统培育拟南芥幼苗。结果表明，当tip1突变植物在无微生物环境中生长时，其自身免疫问题几乎消失了。
这项研究不仅揭示了植物微生物群失衡可能导致的自身免疫问题，还为未来通过益生元或其他方法帮助植物维持微生物平衡提供了可能。Cheng表示，了解这些细节将有助于减少由病原体或腐败造成的粮食损失。
这项研究得到了加拿大自然科学与工程研究委员会、霍华德休斯医学研究所和美国国立卫生研究院的支持，标志着在植物微生物群研究领域的一个重要进展。
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