北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、北大—清華生命科學(xué)聯(lián)合中心白洋團隊13日凌晨在國際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》發(fā)表成果，構(gòu)建首個作物根際細(xì)菌基因組數(shù)據(jù)庫以及作物根際病毒基因組數(shù)據(jù)庫，一舉突破植物—菌群互作研究的“數(shù)據(jù)荒漠”困境。該研究不僅將公開的作物根際細(xì)菌基因組數(shù)量擴展近3倍，更發(fā)現(xiàn)1500多個未被報道的根際病毒新屬，成為打開微生物暗物質(zhì)寶庫的“金鑰匙”。

當(dāng)作物扎根土壤，根系周圍早已暗藏著一支龐大的“隱形軍團”——數(shù)以萬計的細(xì)菌與病毒構(gòu)成的根際微生物組。這些微小生命不僅參與植物的養(yǎng)分吸收、抗病抗逆，更與作物形成了億萬年協(xié)同進化的獨特默契。然而，受限于基因組數(shù)據(jù)的匱乏，科學(xué)家始終難以破解這支“隱形軍團”的運作密碼。

研究團隊歷時9年攻堅，通過可培養(yǎng)細(xì)菌加宏基因組拼接雙引擎驅(qū)動，成功建立包含4618株分離菌株與2081個拼接基因組的作物根際細(xì)菌基因組數(shù)據(jù)庫，涵蓋2318個物種，將公共數(shù)據(jù)庫的作物根際細(xì)菌系統(tǒng)發(fā)育多樣性提升了290.6%。“這意味著，我國科學(xué)家已成功搭建全球最大根際微生物‘基因身份證’庫，首次手握覆蓋主要作物根際的微生物‘全息地圖’，傳統(tǒng)微生物組研究中‘只見群落，不識真身’的困境將就此終結(jié)?！卑籽笳f。

白洋告訴記者，當(dāng)研究團隊將目光投向宏基因組數(shù)據(jù)時，一個顛覆性規(guī)律浮出水面：“盡管不同土壤、不同作物的根際菌群組成千差萬別，但根際宏基因組中的細(xì)菌信號識別，以及運動等核心功能基因在各類情況下均為存在狀態(tài)。因此，這也揭示了一個深層進化邏輯——根際微生物與植物雙向選擇，形成跨物種的‘功能共生同盟’?！?/p>

“此外，該研究更突破性地構(gòu)建首個作物根際病毒基因組數(shù)據(jù)庫，從9736個非冗余病毒基因組中解碼出令人震驚的生態(tài)關(guān)聯(lián)：近3成根際高豐度細(xì)菌攜帶噬菌體痕跡，且這些病毒對宿主菌表現(xiàn)出高度專一性?！卑籽蟊硎荆@一發(fā)現(xiàn)不僅拓展了對根際病毒生態(tài)的認(rèn)知，更為精準(zhǔn)調(diào)控菌群提供了全新思路——或許未來能通過“定向投放”噬菌體，以實現(xiàn)作物微生物組的智能編程。（記者晉浩天）

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