北京大學白洋研究員、崖州灣國家實驗室/中國科學院遺傳與發育生物學研究所李家洋院士、華南農業大學儲成才教授、南方科技大學黃安誠研究員、中山大學腫瘤防治中心高嵩研究員帶領的五個科研團隊，結合微生物組學、分子生物學、生物化學及結構生物學等技術，系統解析根際微生物組調控水稻分蘖的功能與機制。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，更為將來實現作物綠色增產提供關鍵突破口。相關成果《根際微生物組調控水稻分蘖數量》日前發表於國際學術期刊《細胞》。

水稻的分蘖數直接關系水稻產量。在傳統認知中，分蘖形成主要受遺傳通路調控，但根際微生物群落在分蘖形成中的作用一直是科學界未解之謎。白洋說：“我們在兩個獨立地塊中收集了2000多份水稻樣品，對它們的根際微生物組和分蘖表型進行綜合分析，發現根際微生物組與水稻分蘖數顯著相關，並在實驗室與田間體系挖掘到調控分蘖的關鍵菌株。”

在與水稻分蘖相關的細菌中，有一種名為Exiguobacterium R2567的細菌，它能分泌一種小分子物質——cyclo。這個小分子就像一把鑰匙，能打開水稻體內的開關OsD14。而OsD14控制著“獨角金內酯”信號通路，這個通路直接影響水稻分蘖。“而當cyclo與OsD14結合后，就啟動了水稻‘獨腳金內脂’信號通路，可實現對水稻分蘖生長的調節。這是國際上首次發現微生物來源的‘獨腳金內酯’功能類似物，極大拓展了水稻分蘖調控的研究版圖。同時，該研究為挖掘微生物‘暗物質’寶庫提供了成功案例。”白洋說。

“這項研究不依賴直接改變作物的遺傳背景，而是通過調控根際的微生物組來優化作物在田間的生長表現。”白洋指出，“這意味著微生物組可以替代部分化肥農藥，在降低農業生產中環境負擔的同時，進一步提升作物的健康度與產量。這為未來作物改良提供了全新思路，將打破以環境成本為代價的傳統農業生產模式，推動作物生產邁向更高的可持續發展水平。”

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