【瞧！我們的前沿科技】
我科學家構建全球最大根際微生物“基因身份證”庫
根際“隱形軍團”神秘面紗被揭開
光明日報北京3月13日電（記者晉浩天）北京大學生命科學學院、北大—清華生命科學聯合中心白洋團隊13日凌晨在國際學術期刊《細胞》發表成果，構建首個作物根際細菌基因組數據庫以及作物根際病毒基因組數據庫，一舉突破植物—菌群互作研究的“數據荒漠”困境。該研究不僅將公開的作物根際細菌基因組數量擴展近3倍，更發現1500多個未被報道的根際病毒新屬，成為打開微生物暗物質寶庫的“金鑰匙”。
當作物扎根土壤，根系周圍早已暗藏著一支龐大的“隱形軍團”——數以萬計的細菌與病毒構成的根際微生物組。這些微小生命不僅參與植物的養分吸收、抗病抗逆，更與作物形成了億萬年協同進化的獨特默契。然而，受限于基因組數據的匱乏，科學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，通過可培養細菌加宏基因組拼接雙引擎驅動，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菌基因組數據庫，涵蓋2318個物種，將公共數據庫的作物根際細菌系統發育多樣性提升了290.6%。“這意味著，我國科學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’，傳統微生物組研究中‘只見群落，不識真身’的困境將就此終結。”白洋說。
白洋告訴記者，當研究團隊將目光投向宏基因組數據時，一個顛覆性規律浮出水面：“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。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’。”
“此外，該研究更突破性地構建首個作物根際病毒基因組數據庫，從9736個非冗余病毒基因組中解碼出令人震驚的生態關聯：近3成根際高豐度細菌攜帶噬菌體痕跡，且這些病毒對宿主菌表現出高度專一性。”白洋表示，這一發現不僅拓展了對根際病毒生態的認知，更為精準調控菌群提供了全新思路——或許未來能通過“定向投放”噬菌體，以實現作物微生物組的智能編程。
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我科學家構建全球最大根際微生物“基因身份證”庫
根際“隱形軍團”神秘面紗被揭開
光明日報北京3月13日電（記者晉浩天）北京大學生命科學學院、北大—清華生命科學聯合中心白洋團隊13日凌晨在國際學術期刊《細胞》發表成果，構建首個作物根際細菌基因組數據庫以及作物根際病毒基因組數據庫，一舉突破植物—菌群互作研究的“數據荒漠”困境。該研究不僅將公開的作物根際細菌基因組數量擴展近3倍，更發現1500多個未被報道的根際病毒新屬，成為打開微生物暗物質寶庫的“金鑰匙”。
當作物扎根土壤，根系周圍早已暗藏著一支龐大的“隱形軍團”——數以萬計的細菌與病毒構成的根際微生物組。這些微小生命不僅參與植物的養分吸收、抗病抗逆，更與作物形成了億萬年協同進化的獨特默契。然而，受限于基因組數據的匱乏，科學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，通過可培養細菌加宏基因組拼接雙引擎驅動，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菌基因組數據庫，涵蓋2318個物種，將公共數據庫的作物根際細菌系統發育多樣性提升了290.6%。“這意味著，我國科學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’，傳統微生物組研究中‘只見群落，不識真身’的困境將就此終結。”白洋說。
白洋告訴記者，當研究團隊將目光投向宏基因組數據時，一個顛覆性規律浮出水面：“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。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’。”
“此外，該研究更突破性地構建首個作物根際病毒基因組數據庫，從9736個非冗余病毒基因組中解碼出令人震驚的生態關聯：近3成根際高豐度細菌攜帶噬菌體痕跡，且這些病毒對宿主菌表現出高度專一性。”白洋表示，這一發現不僅拓展了對根際病毒生態的認知，更為精準調控菌群提供了全新思路——或許未來能通過“定向投放”噬菌體，以實現作物微生物組的智能編程。
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