2025-04-24 11:25:48
北京大學(xué)白洋研究員、崖州灣國(guó)家實(shí)驗(yàn)室/中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李家洋院士、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)儲(chǔ)成才教授、南方科技大學(xué)黃安誠(chéng)研究員、中山大學(xué)腫瘤防治中心高嵩研究員帶領(lǐng)的五個(gè)科研團(tuán)隊(duì)，結(jié)合微生物組學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)及結(jié)構(gòu)生物學(xué)等技術(shù)，系統(tǒng)解析根際微生物組調(diào)控水稻分蘗的功能與機(jī)制。該研究不僅為根際微生物組與植物互作研究提供典型范例，更為將來(lái)實(shí)現(xiàn)作物綠色增產(chǎn)提供關(guān)鍵突破口。相關(guān)成果《根際微生物組調(diào)控水稻分蘗數(shù)量》日前發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》。
水稻的分蘗數(shù)直接關(guān)系水稻產(chǎn)量。在傳統(tǒng)認(rèn)知中，分蘗形成主要受遺傳通路調(diào)控，但根際微生物群落在分蘗形成中的作用一直是科學(xué)界未解之謎。白洋說(shuō)：“我們?cè)趦蓚€(gè)獨(dú)立地塊中收集了2000多份水稻樣品，對(duì)它們的根際微生物組和分蘗表型進(jìn)行綜合分析，發(fā)現(xiàn)根際微生物組與水稻分蘗數(shù)顯著相關(guān)，并在實(shí)驗(yàn)室與田間體系挖掘到調(diào)控分蘗的關(guān)鍵菌株?！?/p>
在與水稻分蘗相關(guān)的細(xì)菌中，有一種名為Exiguobacterium R2567的細(xì)菌，它能分泌一種小分子物質(zhì)——cyclo。這個(gè)小分子就像一把鑰匙，能打開(kāi)水稻體內(nèi)的開(kāi)關(guān)OsD14。而OsD14控制著“獨(dú)角金內(nèi)酯”信號(hào)通路，這個(gè)通路直接影響水稻分蘗?！岸?dāng)cyclo與OsD14結(jié)合后，就啟動(dòng)了水稻‘獨(dú)腳金內(nèi)脂’信號(hào)通路，可實(shí)現(xiàn)對(duì)水稻分蘗生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)。這是國(guó)際上首次發(fā)現(xiàn)微生物來(lái)源的‘獨(dú)腳金內(nèi)酯’功能類似物，極大拓展了水稻分蘗調(diào)控的研究版圖。同時(shí)，該研究為挖掘微生物‘暗物質(zhì)’寶庫(kù)提供了成功案例?！卑籽笳f(shuō)。
“這項(xiàng)研究不依賴直接改變作物的遺傳背景，而是通過(guò)調(diào)控根際的微生物組來(lái)優(yōu)化作物在田間的生長(zhǎng)表現(xiàn)?！卑籽笾赋?，“這意味著微生物組可以替代部分化肥農(nóng)藥，在降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中環(huán)境負(fù)擔(dān)的同時(shí)，進(jìn)一步提升作物的健康度與產(chǎn)量。這為未來(lái)作物改良提供了全新思路，將打破以環(huán)境成本為代價(jià)的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，推動(dòng)作物生產(chǎn)邁向更高的可持續(xù)發(fā)展水平?！?/p>
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