人体内数量庞大的肠道菌群，被称为健康“晴雨表”。与人和自己肠道微生物的关系类似，植物根系中也有微生物类群，有些还能帮助植物抵御干旱、病害等。
10月7日，由华大主导，联合中科院植物分子科学卓越创新中心在国际学术期刊《自然·通讯》发表研究论文。该研究通过关联分析，揭示了谷子基因型、根系微生物组与农艺性状之间的互作网络，首次提出基因型依赖的微生物效应。研究结果有助于定向改善植物对环境的适应性及其生产力，为生物育种及增产提供新途径。
微生物影响谷子产量
华大相关负责人表示，此项成果由研究谷子产量开启。
起源于我国最古老的作物之一，谷子性状复杂，决定其产量的关键性基因位点至今尚未被找到。因此，深入理解影响谷子的遗传和环境因素，对提升其品质和产量而言尤为重要。因此团队将目光投向了谷子的微生物组。
据悉，此次研究选取了827种不同品种的谷子，基于每种谷子的基因型数据、根表微生物数据、12种生长和产量表型数据，整合全基因组关联分析、宏基因组关联分析和微生物组全基因组关联分析方法进行系列研究。
通过构建数学模型，研究团队量化了谷子基因型与根表微生物组成对谷子生长和产量变化的影响。研究发现，基因型与根表微生物的组合能够更好地解释谷子农艺表型的变化，揭示了谷子基因型与微生物组共同影响谷子的生长和产量性状。
不同微生物有自己的“想法”
明确了基因型和微生物能够影响谷子的生长和产量之后，研究团队鉴定出200多种微生物，这些微生物与谷子的关键农艺性状显著相关，有的对谷子生长起显著促进作用，有的则起抑制作用。
为验证每种微生物的具体功能，研究团队通过田间分离微生物菌株，证实了微生物标志物介导的促生和抑制生长的效应，且不同微生物标志物促生长的机理具有菌株特异性。
“在促生长的微生物中，有的负责促进谷子的株高，有的负责促进根的生长，有的促进植物的光合作用，有的则是促进植物的营养吸收，还有的则是促进植物的免疫能力。每一种微生物的调控机理是不同的。”相关负责人表示。
不同谷子会选择不同微生物作伴
正如每个人的饮食偏好不尽相同，每种谷子对于微生物的选择也各有喜爱。研究揭示，尽管谷子有两个基因（宿主免疫相关的基因FLS2和转录因子bHLH35）可能参与了大部分微生物的调控，但不同基因型的谷子依然会选择特定的微生物类群进行互作。
本次研究项目的主要负责人王亚玉表示：“接下来，我们将进一步孵化完善精准种植模式，把DNA层面的精准育种和微生物生态肥料、水肥一体化、全程田间管理、精准播种等现代种植技术相结合，建设标准化种植的示范区，促使作物生产最大化。”
