Exploitation of the microbiome for crop breeding

发布日期：2024-12-23 12:14 来源：网络作者：Jiayong Shen 浏览次数：

He等人的研究基于129个不同玉米（Zea mays）品种的盆栽试验，同时施加低磷、低氮或干旱的非生物胁迫，成功量化了非生物胁迫和宿主基因型对微生物组的影响，并鉴定了一个与细菌和环境都显著关联的基因。该研究通过共现网络和WGCNA分析鉴定到一个驱动氮素缺乏条件下根系微生物组装的关键类群Massilia，其丰度与土壤氮含量呈负相关。在基于细菌科（Family）水平的遗传力计算中，Massilia 所属的Oxalobacteraceae家族在低氮条件下具有最高的遗传力。之前的研究发现，Oxalobacteraceae可以促进玉米在缺氮条件下对氮的吸收，这些结果表明Oxalobacteraceae对植物的促生效果具有一致性。通过微生物组全基因组关联分析（mGWAS），该研究确定了一个候选基因Zm00001d048945，其等位基因的变异有助于通过增强与Massilia的关联来适应缺氮土壤。对zm00001d048945突变体的功能测试结果显示，突变体的侧根密度以及Massilia丰度显著减少，同时接种Massilia可以促进突变体在低氮条件下根和茎的生长。而野生型植物则表现出良好的发育表型，其侧根生长并不依赖Massilia。这一发现为理解作物微生物组对更广泛的非生物或生物胁迫的动态响应提供了宝贵的见解，揭示了植物在多样化环境条件下增强其适应性的潜在机理。

https://www.nature.com/articles/s41477-024-01657-4