蔓性野牡丹氣生根黏液微生物幫助植物固氮
植物與各種微生物保持著密切的關系。眾所周知，植物相關的微生物在宿主養分利用、脅迫耐受性、植物健康和適應方面發揮著重要作用。在這些微生物中，能夠固定氮氣并直接向宿主植物提供氮的共生固氮和聯合固氮微生物備受關注。除了地下根、根際相關的固氮微生物之外，根莖、木質部和氣生根等特殊生態位也吸引了許多關注。最近，一項開創性的研究發現：一種墨西哥玉米品種的氣生根能分泌出大量富含碳水化合物的黏液，對黏液微生物組的分析表明，它富含重氮營養細菌，如Burkholderia、Herbaspirillum、Azospirillumin等。該植物29%-82%的氮來自大氣氮氣，表明黏液微生物系統在滿足植物氮需求方面具有重要作用。富含碳水化合物的黏液被認為是介導玉米-重氮營養微生物相互作用的重要區域。有意思的是這個營養豐富的位置專門富集固氮細菌，而不是病原體和環境微生物，這表明背后的微穩態受到調控。然而，這一過程的基礎機制仍然未知。
蔓性野牡丹（Heterotis rotundifolia）的氣生根黏液
蔓性野牡丹（Heterotis rotundifolia）是一種快速生長的多年生灌木雙子葉植物。它是全球雜草綱要中列出的高風險入侵植物之一。它們的氣生根從0.1到16 cm不等，在到達地面之前會散發出大量的黏液（圖示）。代謝物和微生物組分析表明，氣生根黏液富含碳水化合物和重氮營養細菌。氮同位素標記實驗和基因表達分析表明，氣生根黏液微生物可以固定大氣氮以支持植物生長。雖然氣生根黏液富含營養物質，但沒有觀察到內部富集其他環境和致病微生物。研究人員在黏液中鑒定出一種真菌分離物，該分離物已顯示出廣譜抗菌活性，但允許重氮營養細菌的生長。這種“友好”的真菌可能是維持黏液微生境中固氮功能的關鍵驅動因素。