From association to causality: microbial metabolites, redox signaling, and crop stress tolerance

方法

综述铁载体、环脂肽等代谢物，按六域证据框架评估因果证据。

发现

多数代谢物因果证据不足，需六域分别报告而非合并评分。

机会点

可将六域证据框架转化为可计算的因果证据评分模型，用于微生物菌剂田间效果预测。

根际微生物代谢产物与共生信号已被越来越多地用于解释作物对生物和非生物胁迫的耐受性；然而，微生物生物合成潜力与特定植物生理响应之间的因果联系往往仍不明确。生物合成基因簇预测、培养滤液生物活性、全接种物表型分析、原位代谢物检测和遗传验证提供了不同且互补的证据形式，但这些证据并不能相互替代地证明代谢物的功能。本文综述了部分铁载体、环状脂肽、吩嗪类、2,4-二乙酰基间苯三酚、吡咯nitrin、挥发性有机化合物、脂壳寡糖共生信号、吲哚类化合物以及机制已明确的放线菌代谢物。证据依据作物营养、根系发育、免疫、离子稳态以及代谢物相关的活性氧（ROS）/Ca²⁺/一氧化氮（NO）和硫醇-氧化还原调控等明确输出指标进行评估，并涉及对植物光合作用和产量保护的下游意义。结合了若干（但非全部）证据领域的实例包括：2,4-二乙酰基间苯三酚介导的根际病害抑制、受体依赖性脂壳寡糖信号传导、遗传关联的pteridic acid生物合成与纯化合物生物活性，以及Enterobacter sp. SA187/2-酮基-4-甲硫基丁酸-乙烯信号轴。相比之下，许多关于挥发性有机化合物和环状脂肽的论断在封闭或受控系统中仍最为有力，因为这些系统中的暴露、剂量和生态位持久性与田间条件不同。为区分这些证据水平，我们提出了一个六域证据框架：生物合成潜力、化学验证的产生、原位存在与暴露、特定化合物的剂量现实生物活性、通路扰动与回补，以及与作物益处相关联的田间暴露。该框架补充了微生物组因果性框架、化学鉴定置信度系统和商业化路线图。分别报告六个领域而非将其合并为单一评分，可识别每个系统的下一个证据缺口，同时保持机制置信度与商业化就绪度的区分。