从根、叶和根际土壤分离的单个内生细菌的组织特异性及其对离体植物生长的差异影响海胆亚紫癜

背景

海胆薄膜-内生菌互作可能影响植物次生代谢产物含量，影响细菌定殖特异性和植物生长，但其机制有待深入研究。在体外模型中E. purpurea.轴静植物作为宿主物种和大肠angustifolia和烟草作为非寄主种，接种从茎/叶、根和根际土壤分离的单一内生菌，研究细菌定殖。

结果

定殖分析表明，细菌在寄主植物中倾向于到达它们最初分离的组织(组织特异性)，而在非寄主植物中不可能到达(物种特异性)。抑制主根伸长以及促进生长E. purpurea.和大肠angustifolia观察到植物并与内皮内产生的吲哚-3-乙酸相关。细菌分泌的物质受影响植物生理学可能与植物调节剂相互作用。植物代谢物在控制内心生长方面发挥了重要作用。

结论

提出的体外感染模型可用于识别新的生物活性化合物和/或选择对宿主代谢特性有贡献的特定内生菌。

植物微生物相互作用是由不同分子性质的血清信号传导因子调节（在[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 1" title="1" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e578">1那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 2" title="2" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e581">2])。通过对微生物分泌的效应蛋白的感知来制造植物反应建立致病或有益共生互动的微生物分泌蛋白质可以随微生物群体而发展[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="3." href="#ref-CR3" id="ref-link-section-d9244e584">3.那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="4." href="#ref-CR4" id="ref-link-section-d9244e584_1">4.那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 5" title="5." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e587">5.]．

此外，植物相关内生细菌在植物上定植，而不引起明显的防御反应或伤害植物。在某些情况下，内生菌能促进植物生长[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="6." href="#ref-CR6" id="ref-link-section-d9244e593">6.那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="7." href="#ref-CR7" id="ref-link-section-d9244e593_1">7.那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="8." href="#ref-CR8" id="ref-link-section-d9244e593_2">8.那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 9" title="9." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e596">9.]，提供对环境压力的抵抗力[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 10" title="10" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e599">10那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 11" title="11" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e602">11]或有助于改善植物物理化学性质[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="12" href="#ref-CR12" id="ref-link-section-d9244e605">12那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="13" href="#ref-CR13" id="ref-link-section-d9244e605_1">13那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="14" href="#ref-CR14" id="ref-link-section-d9244e605_2">14那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="15" href="#ref-CR15" id="ref-link-section-d9244e605_3">15那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 16" title="16" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e609">16]．

植物细菌有益相互作用由趋化性土壤细菌植物根表面的趋化性引发[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 17" title="17" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e615">17]．积极的趋化性根瘤菌据报道，豆科植物和其他植物的根和种子分泌物中含有丰富的氨基酸、糖和酚[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 18" title="18" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e621">18]．

然后，内生定殖需要克服植物的防御反应[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 19" title="19" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e627">19]，以适应植物的新陈代谢[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 20" title="20." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e630">20.]．然而，关于细菌对植物环境的代谢适应知之甚少。尽管一些基因组学和蛋白质组学研究已经确定存在植物根系分泌物的基因和蛋白质有差异调节，作为内生植物重塑的开关[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="21" href="#ref-CR21" id="ref-link-section-d9244e633">21那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="22" href="#ref-CR22" id="ref-link-section-d9244e633_1">22那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="23" href="#ref-CR23" id="ref-link-section-d9244e633_2">23那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="24" href="#ref-CR24" id="ref-link-section-d9244e633_3">24那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 25" title="25" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e636">25[调节植物 - 内体相互作用的精确候选分子的鉴定出现极其困难。

在分析寄主-内生菌关系中一个非常重要的问题是相互作用的特异性。事实上，尽管许多微生物有能力入侵任何宿主，但在文献中有很多关于真菌之间相互作用的信息[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="26" href="#ref-CR26" id="ref-link-section-d9244e643">26那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="27" href="#ref-CR27" id="ref-link-section-d9244e643_1">27那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="28" href="#ref-CR28" id="ref-link-section-d9244e643_2">28那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 29" title="29" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e646">29或细菌[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="30." href="#ref-CR30" id="ref-link-section-d9244e649">30.那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="31" href="#ref-CR31" id="ref-link-section-d9244e649_1">31那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="32" href="#ref-CR32" id="ref-link-section-d9244e649_2">32那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 33" title="33" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e652">33和它们特定的宿主。

在我们之前的文章中，关于微生物组分析的工作海胆薄膜我们观察到不同的植物物种和隔室选择不同的内生细菌菌株[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 34" title="34" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e661">34]．物种和隔室之间的细菌群落的差异可能是由于差异生物活性化合物的存在[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 35" title="35" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e664">35那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 36" title="36" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e667">36，如碱酯类、咖啡酸衍生物、多糖和烯烃海胆薄膜物种丰富[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 37" title="37" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e674">37]．此外，在系统中E. purpurea.- 茎/叶室的细菌内心细胞，植物 - 内胚性相互作用影响植物次生代谢物含量，似乎驱动了这种重要药用植物中细菌定植的特异性[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 12" title="12" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e680">12]．

在这项工作中，我们使用植物组织培养技术，以加深细菌内生菌之间的不同方面的相互作用E. purpurea.茎/叶，根和根茎土壤和E. purpurea.植物作为宿主物种和大肠angustifolia和烟草作为不物种。植物间特异性细菌殖民化的评估使用的体外模型系统的一系列无菌植入植物的不同物种单一选择内生菌总数的6从每个植物内生菌分离舱(每室2株,附加的文件<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">1）.通过初级根伸长率抑制和细菌促进生长试验研究了共培养条件对植物细胞生长的影响。此外，已经进行了宿主和非宿主植物组织碱存在的细菌生长试验。

植物感染过程中细菌定植的组织特异性

本作品中使用的菌株选自以前建立的文化收集[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 34" title="34" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e713">34根据它们被隔离在界限分明的植物室中。特别是属于两个属的菌株，假单胞菌和节细菌属，被选中，因为菌株假单胞菌在R隔室和菌株中发现了高频率节细菌属在R区缺乏，但在RS区和S/L区均具有高度代表性[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 34" title="34" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e729">34]．此外,假单胞菌和节细菌属SPP。被鉴定为pgp细菌[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 38" title="38" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e738">38]．为了充分利用这些品系内的品质假单胞菌和节细菌属，具有有效PGP特性的药物[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 35" title="35" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e748">35选择了（附加文件<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">1）.也就是说，选择了六个菌株，假单胞菌R58 EpR37,节细菌属EPRS66，RS71，S / L16和S / L27。这些菌株用于体外E. purpurea.植物感染实验。来自每个隔室的内生细菌用于在体外2个月内接种五个腋窝E. purpurea.植物;用作对照的五种植物用灭菌的盐水溶液接种。在初步感染实验中，感染后30天，分析了S / L16菌株的植物进行细菌定植估算菌落形成单位（CFU）/ g进入宿主R和S / L组织中的总活计数（TVC）．然后，对每个菌株重复3次感染实验，并在30天后记录的结果。获得的数据显示，在叶子中检测到最高CFU / g（P._方差分析 < 0.0001) when the plants were inoculated with strains from S/L compartment and in the roots (P._方差分析< 0.0001)。<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">1和附加文件<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">2）.最后，接种用RS菌株的植物在隔室之间显示出较少的差异（在叶子中发现最高的CFU / g，P._方差分析 < 0.05). The absence of bacteria in the control plant tissues and in the washing solutions confirmed the use of an axenic plant model and a successful sterilization procedure, respectively.

细菌侵染对寄主植物生长的影响

有关控制和感染的生理参数的数据E. purpurea.植物在附加档案中报告<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">3.．生理参数分析表明，该菌株具有较强的抗根性假单胞菌EpR37具有边缘性促进作用(P._T-Test.=0.05）与未感染的植物鲜重相比（附加文件<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">4.a).有趣的是，叶/茎分离节细菌属EpS/L16显著增加(P._T-Test.=0.01)的叶子数量(附加文件<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">4.b）。在感染的情况下E. purpurea.与epr菌株的植株，没有观察到显著差异(附加文件<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">4.ab)。

IAA生产

以检查细菌是否与海胆薄膜结果表明，6株内生菌均能产生IAA，且各室间产生差异较大。通过IAA标准曲线估计所产生的IAA的量化(附加文件)<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">5.）.获得的数据显示，IAA产生的EpS/L16 < EpRS71 < EpRS66 < EpR37 < EpR58 < EpS/L27(附加文件)<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">6.）.

接种的E. purpurea.内生细菌在非寄主植物中的定殖及其对植物生长的影响

阐明植物组织的定殖和对寄主植物生长的影响是否具有寄主特异性(即与本地寄主相关)E. purpurea.)，内生菌也用于接种非寄主植物。这个模型工厂烟草和非宿主的近亲物种海胆薄膜（大肠angustifolia）被选中。实验计划是相同的用于评估E. purpurea.接种。

N. Tabacum.感染

五N. Tabacum.将植物接种（即感染），其中六种使用的细菌菌株和用盐水溶液（对照）中的每一种。该实验一式三份进行，共15种感染植物和15种未诱导的对照植物进行。结果表明，仅六种菌株中的两个（EPR37和EPRS66）能够殖民植物组织。另外，没有一种菌株能够促进植物生长或叶子数，这对检测到植物生理学没有整体影响（附加文件<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">7.）.

垂直琼脂平板试验

结果在无花果。<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">2那<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">3.和附加文件<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">8.显示烟草植株接种的效果，用每个内心细胞发芽后15天。这种效果与原母根的长度和根部设备的变化有关，因为与未接种的小植物相比，由于形成分支根和根毛的存在（图。<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">3.）.特别是主根的长度在某些情况下比对照短或长。更具体地说，接种R (EpR37和EpR58)内生菌及其相应的培养滤液，均产生显著的抑制作用(P._T-Test.(> 2 cm; < 0.05 - < 0.001)。无花果。<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">2A、c)离纸碟或放置在2厘米以内(< 2厘米;无花果。<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">2B，D）。相比之下，幼苗与脱菱菌株EPRS66接种（P._T-Test.< 0.01;无花果。<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">2a）和eprs71（P._T-Test. < 0.001; Fig.<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">2b)或与茎/叶菌株EpS/L16的培养滤液(P._T-Test. < 0.001; Fig.<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">2C)与对照相比，促进了主根的显著伸长。关于培养滤液接种，与对照植物相比，观察到根长抑制的一般趋势，特别是在< 2 cm级的幼苗中。

大肠angustifolia感染

鉴于结果E. purpurea.上文报道，感染了大肠angustifolia物种仅进行节细菌属EPS / L16。五大肠angustifolia用染毒的EpS/L16菌株接种植株，用盐溶液接种5株植株(对照)，每3个重复进行试验。获得的数据显示了一个截然不同的殖民化模式大肠angustifolia植物E. purpurea.的人。根系的CFU/g较高(1.81 × 10)^7.±4.85 × 10^5.；P._方差分析<0.0001）比叶子（3.21×10^4. ± 2.37 × 10²）.至于E. purpurea.，接种Ep S/L16菌株显著影响叶片数(P._T测试=0.03)(附加文件<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">9.）.

总的来说，这些数据表明，至少对其中一些内生菌株可能表现出与分离的原始组织相关的组织亲和性，这种亲和性以及对植物生理的部分影响是寄主特异性的。为了阐明在细胞水平上可能的生理相互作用，建立了一种体外模型系统海胆薄膜开发并结果在下面的段落中描述。

细菌在不同培养基中的生长

To investigate the possible metabolic basis of differential bacterial colonization, growth assays of endophytes with different carbon sources present in the medium (i.e. 1% D-glucose and 1% D-sucrose) or possibility present in root exudates (i.e. organic acids as 1% succinate) were performed. Additionally, growth assays with the whole plant tissue macerates were performed (Fig.<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">4.）.大部分菌株在琥珀酸上生长，但在d -葡萄糖和d -蔗糖上OD值没有增加。在根、茎、叶浸渍液中均生长良好E. purpurea.和大肠angustifolia最终的细胞密度高于琥珀酸生长细胞的密度（P._T-Test.< 0.05)，除R株在添加琥珀酸和浸渍液的M9中生长小于其他菌株外E. purpurea.的根源。

在这项工作中，我们研究了属于两种不同的药用植物之间的相互作用海胆薄膜属的种海胆薄膜(即。E. purpurea.和大肠angustifolia）和中体内分离的内心细胞E. purpurea.组织和根际[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 34" title="34" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e1239">34]．为此，采用单株内生菌(Ep S/L16, Ep S/L27, Ep RS66, Ep RS71, Ep R37和Ep R58)接种无菌植物的体外模型[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 12" title="12" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e1242">12]．如前所述，无菌植物种子获得[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 12" title="12" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e1245">12[在细菌营养培养基上检查均质组织（根和茎/叶子）的缺失，在30℃下孵育的两次，三天和四天的细菌生长。我们不能先用来排除残留活性但不培养的细菌细胞的存在（如[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 39" title="39" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e1248">39])。但在感染试验结束后，对对照和接种的植株组织重复涂布无菌检查程序。仅在接种植株中观察到细菌生长，证实了在对照植株中没有活的和可培养的内生菌。

定殖分析表明，该细菌在寄主植物中倾向于达到其生态源位(如Ep S/L菌株主要存在于E. purpurea.叶子)但不在大肠angustifolia证实了Maggini等人(2017)的S/L内生菌库显示的组织特异性，并揭示了所调查菌株的物种特异性。

这一假设似乎得到了阿尔卡胺生物合成的支持E. purpurea.器官受到内心感染的影响[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 12" title="12" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e1266">12]．而且，E. purpurea.和大肠angustifolia来自不同植物隔室的内心表现出特异性抗生素耐药性[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 36" title="36" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e1275">36]，表明细菌群落可能是由群落本身选择适合植物定殖的细菌表型而构成的[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 35" title="35" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e1279">35]．事实上，从叶子中分离的内心体（EPS / L16和27）似乎特别影响了叶子的数量。

值得注意的是，所研究的6个菌株均能在不同程度上合成IAA。垂直琼脂平板试验结果表明，EpR37和EpR58内生菌对烟草幼苗主根伸长的抑制作用最大，IAA产生菌EpS/L27培养滤液对烟草幼苗根系形态变化最严重。这些效应可能与IAA内生植物产生有关，因为外源IAA与不同植物-微生物互作系统中的根伸长和修饰有关[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 10" title="10" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e1285">10]．

此外，发现两种物种的根和叶片浸渍有与最小M9培养基相比增强细菌生长。此外，琥珀酸培养的细菌生长表明，在植物中合成的有机酸可能在控制内心生长方面表现出重要作用，即使促进促进细菌生长的最重要因素仍然确定。如文学中已知的，用于研究内心宿主相互作用的简化系统是在体外方案中建立，包括内体和宿主植物组织。已经研究了对内心体或其相应宿主的生长的抑制或增强者[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="40" href="#ref-CR40" id="ref-link-section-d9244e1292">40那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="41" href="#ref-CR41" id="ref-link-section-d9244e1292_1">41那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="42" href="#ref-CR42" id="ref-link-section-d9244e1292_2">42那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 43" title="43" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e1295">43]在某些情况下，已经可以选择特定的内心细胞来改善植物主持人的生长和生产力[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 44" title="44" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e1298">44]．因此，该方法可能是一个有用的工具，以进一步了解调控细菌内生真菌之间相互作用的差异因素海胆薄膜SPP。

本研究采用的离体植物侵染模型可广泛用于加深植物间相互作用的生理机制海胆薄膜并从中受益，以允许鉴定新的生物活性化合物负责的治疗性质的植物。同时，该方法可以选择对宿主代谢特性有贡献的特定内生菌。

细菌培养

六种菌株(附加文件<一种D.一种ta-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z">1)从前面描述的集合中选择[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="34" href="#ref-CR34" id="ref-link-section-d9244e1330">34那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" title="35" href="#ref-CR35" id="ref-link-section-d9244e1330_1">35那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 36" title="36" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e1333">36那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 45" title="45" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e1336">45]并从五个池中设置海胆亚紫癜种植在意大利卡索拉瓦尔塞尼奥“Il Giardino delle Erbe”普通花园中的植物。菌株分别从植物的根(R)、茎/叶(S/L)和根际土壤(RS)中采集。培养基(25%甘油在−80°C)在30°C胰蛋白胨大豆肉汤(TSB, Bio-Rad，美国)液体培养基或胰蛋白胨大豆琼脂(TSA;Bio-Rad，美国)固体介质。

细菌吲哚-3-乙酸（IAA）生产

将每种菌株的一个菌落悬浮在3ml TSB液体培养基中，将培养物在30℃下生长至OD₆₀₀= 0.5。3 ml 1:10稀释的TSB溶液，添加1 mg/ml l -色氨酸，按前面所述接种每种菌株液体培养液200 μl [<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 46" title="46" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e1352">46]．在30°C孵育过夜后，在600 nm处测量吸光度(Abs)。然后在50 μl的培养基(单菌种)中加入50 μl Salkowsky试剂(50 ml, 35%高氯酸和1 ml 0.5 M FeCl3)。30分钟后，在530 nm处测定吸光度(Abs单位，AU) [<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 46" title="46" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e1355">46]．活跃的IAA生产（ABS₅₃₀/ Abs₆₀₀）关于标准曲线（0.01-0.05-0.1-0.2-0.5-1.0-2.0-5.0μm）的IAA（Sigma-Aldrich）。还评估阴性对照（仅培养基）的ABS值（0.08 AU）。大肠杆菌DH5α作为内参。

离体植物材料

海胆亚紫癜(l . Moench)和海胆亚羚angustifoliaDC地狱种子被索拉迪诺·斯法罗博士德尔·埃尔贝斯轻轻提供。烟草简历。Xanthi种子是从烟草实验研究所获得的烟草，现在更名为烟草，Crea，Scafati（SA），意大利的替代作物。简要地，海胆薄膜和烟草种子分别在5% NaOCl溶液中表面灭菌8 min和20 min，然后用无菌蒸馏水洗涤3次，然后在含有维生素的Linsmaier & Skoog培养基(LS)中发芽生长(Duchefa biochem，(荷兰)24±1°C，每天16小时的光周期，如前所述[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 12" title="12" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e1385">12那<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 47" title="47" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e1388">47]．

Plant-bacteria交互模型

分析选定菌株中的相互作用及其海胆薄膜用Maggini等人开发的体外培养模型进行植物。[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 11" title="11" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e1402">11]．简单地说,单一的细菌占卜在30℃下孵育两天，细菌悬浮液调节至8×10^8.cfu /毫升(OD₆₀₀= 1)。光密度(OD)用生物光度计(埃彭多夫，德国)测量。两个月大E. purpurea.植物被称量(新鲜重量以克计)并记录叶片的数量。然后，将5株植株转移到含有50 ml LS基础培养基的Wavin瓶中，接种100 μl单菌悬浮培养物(每个菌株接种5株)。以5株植物为对照，用100 μl无菌的0.9% NaCl盐溶液侵染。将植株置于24±1℃的生长室中孵育。侵染30天后，对每个试验株的鲜重和叶片数再次进行标记。生物量的增加是鲜重的倍数(g)，用(ffw-ifw)/ifw来衡量，其中ffw是侵染后30天整株的最终重，ifw是初始植株的鲜重。然后分别采集茎和根，用生理盐水(洗涤液)冲洗，再用1% (v/v)次氯酸盐消毒8 min。一克新鲜的根和叶组织被立即用于在足底Endophyte细菌生长分析。实验一式三份进行。

在Planta.细菌生长分析

为了评估Endophytes倍增到宿主组织中，根部和叶片来自每个实验的样品在盐水溶液中单独均化。将100微升匀浆均匀稀释至10微升⁻⁷/毫升细胞。每种稀释液在TSA培养基上重复5次。最后一次洗涤后的洗涤液和蒸馏水也被稀释，以检查组织表面的细菌细胞的存在和灭菌过程的结果。在30°C的培养皿孵育2天后对细菌生长进行评分。

双重培养方法评价细菌接种对植物根系长度抑制作用的影响：垂直琼脂板测定

为了评价细菌接种对根生长的影响，进行了延伸试验，如前所述[<一种D.一种ta-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 47" title="47" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z" id="ref-link-section-d9244e1442">47]．简单地说,二十N. Tabacum.在含LS基培养基的15 cm培养皿上培养相同年龄和尺寸的幼苗。每1株OD600悬浮液100 μl或100 μl TSB培养基培养滤液接种于无菌滤纸盘上，滤纸盘放置在幼苗根尖下1cm处，大约在植株线的中心位置。对照处理为100 μl TSB培养基。培养皿在24±1°C的生长室中垂直培养，处理7天后对根的生长和形态进行评分。根生长被报道为根长增加(mm)，测量为(fl-il)/il，其中fl为培养7天后的主根长度，il为主根的初始长度。每个实验都是重复进行的。

细菌促生长试验

内生菌在TSB液体培养基中培养至OD值₆₀₀为1.0，将细菌培养物稀释至OD值进行生长试验₆₀₀MIC滴定板中的0.1，M9，M9补充有5升⁻¹d -葡萄糖或5 gl⁻¹蔗糖或10g l⁻¹琥珀酸或100 μl根或茎/叶浸渍。将平板放置于Infinite F200 PRO (TECAN，萨尔茨堡，奥地利)中，在30℃下孵育。每隔2 h记录每口井中介质的OD600值，持续24 h。OD600的变化是用Microsoft Excel (Microsoft Corp.， Redmond, WA, USA)计算的。如果井由于保护措施不足而脱水，则该井的数据将被排除在分析之外。这个过程是一式两份的。

统计分析

感染与未感染的生理参数方差分析海胆薄膜植物使用单向ANOVA进行（P._价值< 0.05)或t检验。平均分离采用Tukey法。这些分析是通过使用PAST程序(版本3.15)中的模块来执行的。

本研究中生成或分析的所有数据均包含在本发表的文章[及其附加文件]中，或在合理要求下可从通信作者处获得。

不适用。

这项工作得到了托斯卡纳大区(意大利;第1224/2016号决议“补充药物”)和佛罗伦萨Cassa di Risparmio di Firenze基金会(项目#2016.0936,Herbiome:从药用植物中分离出的内生细菌中提取的新抗生素分子)。资金来源没有参与研究的任何部分。

从属关系

1. 佛罗伦萨大学生物学系植物遗传学实验室，Via Madonna del Piano 6, I-50019, Sesto Fiorentino(佛罗伦萨)，意大利

   Valentina Maggini, Alessio Mengoni, Renato Fani & Patrizia Bogani

2. 意大利佛罗伦萨大学实验与临床医学系

   Valentina Maggini和Eugenia Rosaria Gallo

3. 植物治疗和综合医学研究与创新中心- CERFIT Careggi大学医院，佛罗伦萨，意大利

   Valentina maggini，尤金罗萨里亚加洛＆fabio firenzuoli

4. 植物园，Casola Valsenio，意大利

   Sauro Biffi.

贡献

VM, PB, FF, EG和RF构思和设计研究，VM, SB和PB进行研究，VM, PB和AM分析数据，VM和PB撰写手稿，VM, PB, RF, AM, EG和FF讨论结果并提出意见。所有作者阅读并批准了最终的手稿。

相应的作者

对应于<一种id="corresp-c1" rel="nofollow" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-019-1890-z/email/correspondent/c1/new">瓦伦蒂娜Maggini．

伦理批准和同意参与

不适用。

同意出版物

不适用。

利益争夺

提交人声明他们没有竞争利益。

出版商的注意

Springer Nature在发表地图和机构附属机构中的司法管辖权索赔方面仍然是中立的。

开放获取本文遵循知识共享署名4.0国际许可协议(<一种href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" rel="license" itemprop="license">http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）如果您向原始作者和源给出适当的信用，则允许在任何介质中进行不受限制的使用，分发和再现，提供指向Creative Commons许可证的链接，并指示是否进行了更改。Creative Commons公共领域奉献豁免（<一种href="http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/" rel="license" itemprop="license">http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/)适用于本条提供的数据，除非另有说明。

重印和权限