根际“隐形军团”神秘面纱被揭开

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我科学家构建全球最大根际微生物“基因身份证”库

根际“隐形军团”神秘面纱被揭开

北京大学生命科学学院、北大—清华生命科学联合中心白洋团队13日凌晨在国际学术期刊《细胞》发表成果，构建首个作物根际细菌基因组数据库以及作物根际病毒基因组数据库，一举突破植物—菌群互作研究的“数据荒漠”困境。该研究不仅将公开的作物根际细菌基因组数量扩展近3倍，更发现1500多个未被报道的根际病毒新属，成为打开微生物暗物质宝库的“金钥匙”。

当作物扎根土壤，根系周围早已暗藏着一支庞大的“隐形军团”——数以万计的细菌与病毒构成的根际微生物组。这些微小生命不仅参与植物的养分吸收、抗病抗逆，更与作物形成了亿万年协同进化的独特默契。然而，受限于基因组数据的匮乏，科学家始终难以破解这支“隐形军团”的运作密码。

研究团队历时9年攻坚，通过可培养细菌加宏基因组拼接双引擎驱动，成功建立包含4618株分离菌株与2081个拼接基因组的作物根际细菌基因组数据库，涵盖2318个物种，将公共数据库的作物根际细菌系统发育多样性提升了290.6%。“这意味着，我国科学家已成功搭建全球最大根际微生物‘基因身份证’库，首次手握覆盖主要作物根际的微生物‘全息地图’，传统微生物组研究中‘只见群落，不识真身’的困境将就此终结。”白洋说。

白洋告诉记者，当研究团队将目光投向宏基因组数据时，一个颠覆性规律浮出水面:“尽管不同土壤、不同作物的根际菌群组成千差万别，但根际宏基因组中的细菌信号识别，以及运动等核心功能基因在各类情况下均为存在状态。因此，这也揭示了一个深层进化逻辑——根际微生物与植物双向选择，形成跨物种的‘功能共生同盟’。”

“此外，该研究更突破性地构建首个作物根际病毒基因组数据库，从9736个非冗余病毒基因组中解码出令人震惊的生态关联:近3成根际高丰度细菌携带噬菌体痕迹，且这些病毒对宿主菌表现出高度专一性。”白洋表示，这一发现不仅拓展了对根际病毒生态的认知，更为精准调控菌群提供了全新思路——或许未来能通过“定向投放”噬菌体，以实现作物微生物组的智能编程。

《光明日报》

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