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人类体内和植物根系都存在着数量庞大种类繁多的微生物群落（微生物组）。肠道微生物组随人类年龄的演化规律关系到人们的健康。与之类似，植物根系微生物组随植物生长的变化规律对植物健康也非常重要，与农作物营养高效利用、连作、轮作等重要问题密切相关。 日前，隶属于中国科学院遗传与发育生物学研究所，植物基因组学国家重点实验室，中国科学院-英国约翰英纳斯中心植物和微生物科学联合研究中心(CEPAMS)的白洋课题组与合作者报道了水稻田间全生育期根系微生物组的变化规律。研究人员对典型品种在两个地点进行了全生育期田间每周连续采样（图1A），检测了446个水稻根系样品的微生物组。结果显示，根系微生物组随水稻的生长时间和发育期逐渐变化，进入水稻的生殖生长期之后开始稳定（图1B）。通过机器学习领域的随机森林算法，鉴定了23类与水稻田间生长发育呈明显变化规律的根系代表性细菌（图1C），这些细菌种类在根中的丰度与水稻在田间的生长时间呈现明显的变化规律（图1D）。该成果说明，农作物的生长时期是益生菌在农业上的施用过程中需要考虑的重要因素。把农作物生殖生长期需要的益生菌在幼苗期施用，效果自然不好。该成果将为水稻根系益生菌的施用提供理论支撑。 图 1. 水稻全生育期根系微生物组的变化规律。(A)水稻田间全生育期示意图； (B)水稻进入生殖生长期后根系微生物组开始稳定；(C)与水稻生长发育相关的根系代表性细菌；(D)根系代表性细菌随水稻生长的变化规律。 以上成果于3月23日在线发表于Science China Life Sciences，（《中国科学：生命科学》英文版）。白洋组博士后张婧赢、博士生张娜和工程师刘永鑫为共同第一作者，华大基因的金桃、中国科学院遗传与发育生物学研究所的储成才研究员和白洋研究员为共同通讯作者。该工作得到中国科学院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金面上项目和中国科学院前沿科学重点研究项目的支持。 |
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