https://science./content/364/6440/eaau6389

繼上周一，中科院遺傳發(fā)育所白洋組與儲成才組合作在水稻微生物組中取得突破進(jìn)展，成果以Article形式發(fā)表于Nautre Biotechnology雜志，詳見下文：

Nat. Biotechnol.|中科院揭示秈粳稻根系微生物組與氮肥利用效率關(guān)系

一作解讀|Nat. Biotechnol.：水稻NRT1.1B基因調(diào)控根系微生物組參與氮利用

那兩個(gè)被正名的水稻，你們的菌群不一樣 - 宏基因組生信寶典博主劉永鑫NBT文章揭示

本周五，中科院遺傳發(fā)育所白洋組與JIC的Anne Osbourn組合作在擬南芥代謝物調(diào)控根系微生物組領(lǐng)域取得重大突破，成果以Article形式于5月10日在線發(fā)表于Science雜志。

新聞稿

中科院遺傳發(fā)育所與John Innes Centre合作揭示擬南芥三萜化合物對植物根系微生物組的調(diào)控規(guī)律

植物不可移動(dòng)，但在自然土壤中進(jìn)化出了強(qiáng)大的適應(yīng)能力，在根系招募大量種屬特異且種類繁多的微生物（根系微生物組）。這些微生物參與植物吸收營養(yǎng)、抵抗疾病和非生物脅迫等重要生理過程。植物調(diào)控根系微生物組的機(jī)制對植物生長和健康非常重要，也是根系微生物組領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。植物將20 ~ 30%的光合作用產(chǎn)物在根系合成化合物，是為了防御病原菌或資源浪費(fèi)嗎？這些化合物是否參與植物與根系微生物的互作過程，是否直接調(diào)控特異種類的根系微生物嗎？這些問題一直沒有明確的答案。

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究，中國科學(xué)院-英國約翰英納斯中心植物和微生物科學(xué)聯(lián)合研究中心(CEPAMS)白洋課題組與John Innes Centre的Anne Osbourn課題組合作在Science上發(fā)表文章，揭示了擬南芥三萜類化合物對根系微生物組的調(diào)控規(guī)律。該工作系統(tǒng)地解析了擬南芥中形成基因簇的三萜合成遺傳網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵基因在植物根系特異表達(dá)，并具有潛力合成50多種未知的根系化合物（目前能穩(wěn)定檢測到的根系化合物大約300種）。與不能合成三萜的水稻和小麥相比，52%擬南芥特異的根系微生物組被三萜合成基因顯著調(diào)控。通過分離培養(yǎng)的細(xì)菌資源庫與純化/合成的單種或混合化合物共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)三萜化合物直接調(diào)控特異的根系細(xì)菌種類。同時(shí)根系細(xì)菌可以特異性修飾和利用擬南芥三萜化合物。該研究為利用植物天然化合物促進(jìn)根系益生菌在綠色農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

上述結(jié)果最初以Report形式投稿到Science雜志，編輯部和五位審稿人都對本工作給予了高度評價(jià)，認(rèn)為非常出色且有重大科學(xué)意義。應(yīng)編輯要求擴(kuò)展為Research Article，于5月10在線發(fā)表于Science雜志(doi: 10.1126/science.aau6389)。Anne Osbourn組博士后黃安誠和白洋組博士研究生姜婷為共同第一作者，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所，中國科學(xué)院-英國約翰英納斯中心植物和微生物科學(xué)聯(lián)合研究中心CEPAMS白洋研究員和John Innes Centre的Anne Osbourn教授為共同通訊作者。白洋組工程師劉永鑫、助理研究員曲寶原參與了本項(xiàng)目。該研究得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目，國家自然科學(xué)基金委國際合作研究與交流項(xiàng)目和中國科學(xué)院微生物組項(xiàng)目支持。

擬南芥三萜化合物特異調(diào)控根系微生物組

Ancheng C. Huang#, Ting Jiang#, Yong-Xin Liu, Yue-Chen Bai, James Reed, Baoyuan Qu, Alain Goossens, Hans-Wilhelm Nützmann, Yang Bai, Anne Osbourn. (2019). A specialized metabolic network selectively modulates Arabidopsis root microbiota. Science. doi: https:///10.1126/science.aau6389

通訊作者簡介

白洋簡介

白洋，博士，研究員，博士生導(dǎo)師

2005年畢業(yè)于武漢大學(xué)，2007年獲得武漢大學(xué)植物發(fā)育生物學(xué)碩士學(xué)位，2010年在德國科隆大學(xué)獲得植物發(fā)育生物學(xué)博士學(xué)位，2011—2015年博士后期間在德國馬克斯普朗克植物育種研究所進(jìn)行植物根系微生物組學(xué)的研究。2016年 5月至今，任中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)所研究員，也是中國科學(xué)院-英國約翰英納斯中心植物和微生物科學(xué)聯(lián)合研究中心(CEPAMS)首位研究員。目前主要研究根系微生物組在植物抗病抗逆、營養(yǎng)高效等過程中的功能。在Science、Nature、Nature Biotechnology、Nature Methods、Nature Plants、Microbiome、GigaScience、Science China Life Sciences等雜志發(fā)表論文20余篇。

CEPAMS官頁白洋組簡介視頻

實(shí)驗(yàn)室主頁：http://bailab./

Anne Osbourn簡介

Anne Osbourn教授，英國約翰英納斯中心(John Innes Centre，JIC)諾里奇研究園工業(yè)生物技術(shù)聯(lián)盟(Norwich Research Park Industrial Biotechnology Alliance)主任，2019年4月17月入選第30界英國皇家科學(xué)院院士(Fellow of the Royal Society)，研究方向?yàn)橹参锾烊划a(chǎn)物的生物合成(natural product biosynthesis)，包括三萜生物合成通路的發(fā)現(xiàn)、基因組挖掘天然產(chǎn)物代謝通路、天然產(chǎn)物及類似物的藥物開發(fā)等。在Scinece、PNAS、Annual Review of Genetics、Metabolic Engineering、New Phytologist等雜志發(fā)表79篇文章。

實(shí)驗(yàn)室主頁：https://www./people/anne-osbourn/

劉永鑫

劉永鑫，博士。2008年畢業(yè)于東北農(nóng)大微生物學(xué)專業(yè)。2014年中科院遺傳發(fā)育所獲生物信息學(xué)博士學(xué)位，2016年博士后出站留所工作，任宏基因組學(xué)實(shí)驗(yàn)室工程師，目前主要研究方向?yàn)楹昊蚪M數(shù)據(jù)分析和植物微生物組。QIIME 2項(xiàng)目參與人，目前在Nature Biotechnology、Science, Genomics Proteomics Bioinformatics、Science China Life Sciences等雜志發(fā)表論文十余篇。2017年7月創(chuàng)辦“宏基因組”公眾號，目前分享宏基因組、擴(kuò)增子原創(chuàng)文章700余篇，代表博文有《擴(kuò)增子圖表解讀、分析流程和統(tǒng)計(jì)繪圖三部曲》，關(guān)注人數(shù)4.1萬+，累計(jì)閱讀600萬+。易生信培訓(xùn) (www.ehbio.com/Training)主講老師之一。