3月21日，西南大学陈新平团队联合德国波恩大学等国内外多所高校在《自然-植物》（Nature Plants）期刊发表了题为“遗传性微生物组的变异与当地适应玉米品种的来源环境相关”（Heritable microbiome variation is correlated with source environment in locally adapted maize varieties）的论文，揭示了非生物胁迫下植物-微生物有益互作的遗传基础和环境调控机制。
植物与微生物的根际互作对提高植物的环境适应性至关重要。利用地方品种环境适应性的遗传基础，挖掘可遗传性的作物根际微生物组潜力，提高作物生产力和抗逆性，是农业科学研究的热点之一。
该研究应用玉米地方种质资源群体探索作物与微生物互作关系，从作物与自然环境适应性角度去理解作物在抵抗非生物胁迫方面的微生物潜能。课题组综合利用微生物扩增子测序技术-作物群体遗传学方法-基因组预测手段，揭示玉米种子原生栖息地生态环境信息可以很好地预测未来新的环境下的根系和根际微生物的组装；引入植物环境基因组学关联分析（eGWAS）找到特定的玉米遗传位点显著与材料来源当地的氮素水平及根际益生菌（Massilia）关联；通过玉米转座子突变体库找到不同遗传背景条件下 （B73 和F7） 的玉米单个基因调控根际微生物群落及特定的根际益生菌；通过接菌功能验证发现根际益生菌的促生功能独立于土壤条件，具有重大的农业应用潜能。研究成果不仅为适应生态条件的作物遗传改良提供了创新思路，而且为养分高效品种培育提供了靶向基因和根际微生物。
《自然-植物》期刊还专门为该文配发了评论文章，认为该成果对玉米根际微生物组的研究揭示了植物如何招募特定的微生物组来缓解非生物胁迫，为农业中的精准微生物组工程提供了线索。
西南大学资源环境学院、西南大学农业科学研究院植物营养与调控团队与德国波恩大学根系功能生物学团队自2018年来建立了紧密合作关系，该论文是继2021年双方联合在《自然-植物》发表论文以来的第二项重要成果。西南大学资源环境学院已毕业博士生何晓明（现德国波恩大学博士后），波恩大学Danning Wang、德国莱布尼茨植物遗传学和作物研究所Yong Jiang、美国宾夕法尼亚州立大学Meng Li以及西班牙塞维利亚自然资源和农业生物学研究所Manuel Delgado-Baquerizo教授为该文的第一作者。美国宾夕法尼亚州立大学Ruairidh J. H. Sawers教授、德国莱布尼茨植物遗传学和作物研究所Jochen C. Reif教授、西南大学客座教授（德国波恩大学） Frank Hochholdinger教授， 西南大学陈新平教授、西南大学客座教授 （德国波恩大学） 于鹏为该文的通讯作者。西南大学资源环境学院、西南大学农业科学研究院为论文第一署名单位。
扩展阅读：https://doi.org/10.1038/s41477-024-01654-7
日期：2024-05-28
