Microbiome:揭示水稻种子内生核心微生物组垂直传播机制

近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业微生物资源创新团队建立了水稻内生微生物资源库，并通过多尺度微生物组学分析，阐明了种子内生核心微生物组功能及其垂直传播机制。相关成果发表在微生物学领域著名学术期刊《微生物组（Microbiome）》上。

植物相关微生物组被称为植物的“第二基因组”，而内生微生物组是植物相关微生物组的核心，与植物进化、抗病抗逆、营养转化具有最密切的联系。

本研究基于两代水稻、六个品种、四个种植区、五个取样部位，进行了高通量微生物组深度解析，构建了以水稻内生微生物为基础的资源库。进一步阐明了水稻微生物组群落组装的偏好性及在水稻不同部位的动态变化，发现了14个水稻内生核心分类单元（ASV），并成功分离到可垂直传播的3个泛菌种类和1个糖黄单胞种类。功能基因组学分析表明，这两类细菌基因组简单、无致病特征、产特殊次生代谢物质和酶类等，且具有溶磷、促生等益生特点。本研究提出并通过组学分析验证了水稻种子内生微生物的垂直传播机制，在微生物-植物共进化理论方面具有重要的创新意义。此外，水稻内生微生物资源库的建立为开发利用这一特殊生境微生物提供了资源基础，一些重要微生物类群在营养转化与吸收、抗病抗逆、耐胁迫等方面表现出的巨大潜力，将为微生物肥料、微生物农药、微生物种衣剂、微生物防腐剂的研发开辟新的思路。

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所张晓霞研究员和马毅楠博士后为该论文的共同第一作者，魏海雷研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目资助。