随着全球對植物油需求的不斷增加，科學家們一直在探索提高大豆油含量的新方法。10月31日，我校大豆團隊聯合中科院遺傳發育所和吉林省農科院在微生物組領域國際權威期刊《Microbiome》（2023年影響因子：13.8）在線發表了題為“Quality traits drive the enrichment of Massilia in the rhizosphere to improve soybean oil content”的重要研究論文，研究發現了一類與大豆油脂相關的微生物（Oil Associated Bacteria, OAB）并證明特定微生物馬賽菌（Massilia）在大豆根際的富集能夠促進根系生長并顯著提升大豆油脂含量，這一發現為提高大豆油脂含量及品質改良提供了新思路。
研究團隊通過16S高通量測序技術，分析了來自1949 - 2010年東北大豆主産區（吉林、遼甯、 黑龍江）育成的53個地方品種和47個現代栽培品種共100個大豆品種的根際細菌群落結構，發現種子品質性狀的遺傳改良重塑了大豆根際微生物群落的結構。在高油大豆品種的根際中，發現種子品質性狀的遺傳改良重塑了根際微生物群落結構；在高油品種的根際中，鞘氨醇單胞菌科、芽孢杆菌科、諾卡氏菌科、黃杆菌科、幾丁質菌科、草酸杆菌科和鍊黴菌科的細菌被明顯富集。值得一提的是，草酸杆菌科馬賽菌在高油大豆品種的根際中呈現高度富集，與油脂的改良呈正相關。此外，馬賽菌能被高油大豆品種的根系分泌物特異性地調控，且與植物苯丙烷類生物合成途徑中的酚酸和黃酮類化合物有關。
根系分泌物與微生物類群的關系
進一步研究發現Massilia影響生長素信号傳導或幹擾活性氧相關代謝影響根的生長。此外，Massilia激活了糖酵解途徑，從而促進了種子油的積累。這些發現揭示了大豆微生物組構成與品質性狀緊密關聯，為認識大豆品質，特别是油脂性狀形成及調控機制提供了新思路，也為培育高産高油大豆品種以及開發提高種子含油量的新栽培策略提供了堅實的理論基礎。
馬賽菌對大豆品質和脂肪酸含量的影響
微生物組被稱為植物的“第二基因組”。本研究結果為深入理解根際微生物組成與植物基因組之間的相互作用及其在作物重要性狀形成中的調控作用提供了新視角，這為未來良種培育、精準栽培技術及有益微生物菌劑應用，協同提升作物産量和品質開辟了新的方向。研究人員呼籲作物遺傳育種和栽培科研工作者密切關注根際微生物在作物品質及産量等重要農藝性狀形成中的重要作用，通過學科交叉聯合攻關，創新優良品種及适配的栽培技術體系，加快提升作物品質和産量的進程。随着對植物微生物組認識的加深，科學家們希望能夠利用這些OAB的優良特性，開發出更有效的提升油脂含量的農業生産技術，以提升油脂含量，推動油料作物品質提升和農業的可持續的發展，為我國糧食安全貢獻力量。
77779193永利官网博士後韓琴（現中國農業科學院油料作物研究所副研究員），博士生朱光輝和吉林省農業科學院副研究員邱紅梅為文章的共同第一作者，77779193永利官网李霞教授，中科院遺傳發育所白洋研究員（現北京大學生命科學學院研究員）和吉林省農業科學院大豆研究所王躍強研究員為文章的共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃、湖北洪山實驗室等相關項目的經費支持。
文章鍊接：https://rdcu.be/dYDJD
https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-024-01933-7
