如何精准挖掘农田土壤微生物组功能潜力，突破作物抗逆和高效生产的卡脖子问题，是当前黄土高原旱作农业高质量发展的关键之一。近期，西北农林科技大学生命学院韦革宏教授团队、农学院宋卫宁教授团队、韩国首尔大学Lee Yong-Hwan教授团队联合在国际权威学术期刊Microbiome上在线发表题为“Plant domestication shapes rhizosphere microbiome assembly and metabolic functions”的研究论文。

根际微生物组作为植物的第二套基因组，其根际生命共同体参与植物的整个生长阶段。目前，小麦驯化过程如何塑造特定的根际微生物组和代谢功能，以及驯化过程形成的特异根系分泌物如何定向招募核心微生物的过程尚不清楚。

该项研究表明，植物根际微生物组是由宿主基因型和驯化状态共同决定，植物驯化深刻地影响了根际微生物组的组装和代谢功能。驯化破坏了微生物网络的稳定性，并降低了关键真菌群落的丰度，使根际微生物群落的优势物种从真菌转变为具有碳固定功能的细菌。驯化重塑了根际微生物行使的代谢功能，野生四倍体小麦的根际微生物具有硝化、反硝化和磷矿化等功能，而栽培四倍体小麦的根际微生物则具有无机氮固定、氨化和无机磷溶解等功能。

植物驯化塑造根际微生物群落组装和代谢功能的概念模型

基于微生物组关联分析，研究人员发现驯化招募了具有不同底物偏好性的细菌和真菌群落。宿主植物能够通过释放根系分泌物来招募具有特殊功能的关键微生物，进而维持农田土壤多养分循环和植物健康。总之，该研究阐明了作物驯化在塑造根际微生物组结构与功能方面的关键作用。

此项研究中，农学院宋卫宁教授课题组岳红讲师为论文第一作者，博士毕业生岳文杰为论文共同第一作者。生命学院韦革宏教授、农学院宋卫宁教授、生命学院舒敦涛副教授为论文共同通讯作者。该研究得到了国家重点基础研究发展计划（2021YFD1900700和2021YFD1900500）、国家自然科学基金（41830755、42077049，31801355和41701291），陕西省自然科学基金（2019JM‑255）和西北农林科技大学青年英才项目（Z109021805）的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1186/s40168-023-01513-1

编辑：张晴

终审：徐海