https://science.sciencemag.org/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。
植物不可移動，但在自然土壤中進化出了強大的適應能力，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制對植物生長和健康非常重要，也是根系微生物組領域的研究熱點。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。
中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究，中國科學院-英國約翰英納斯中心植物和微生物科學聯(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。該網(wǎng)絡的關鍵基因在植物根系特異表達，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)控特異的根系細菌種類。同時根系細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根系益生菌在綠色農(nóng)業(yè)中的應用提供了理論依據(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，認為非常出色且有重大科學意義。應編輯要求擴展為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，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所，中國科學院-英國約翰英納斯中心植物和微生物科學聯(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目。該研究得到了中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項、前沿科學重點研究項目，國家自然科學基金委國際合作研究與交流項目和中國科學院微生物組項目支持。
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://doi.org/10.1126/science.aau6389
白洋，博士，研究員，博士生導師
2005年畢業(yè)于武漢大學，2007年獲得武漢大學植物發(fā)育生物學碩士學位，2010年在德國科隆大學獲得植物發(fā)育生物學博士學位，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行植物根系微生物組學的研究。2016年 5月至今，任中科院遺傳與發(fā)育生物學所研究員，也是中國科學院-英國約翰英納斯中心植物和微生物科學聯(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
實驗室主頁：http://bailab.genetics.ac.cn/
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界英國皇家科學院院士(Fellow of the Royal Society)，研究方向為植物天然產(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。
實驗室主頁：https://www.jic.ac.uk/people/anne-osbourn/
劉永鑫，博士。2008年畢業(yè)于東北農(nóng)大微生物學專業(yè)。2014年中科院遺傳發(fā)育所獲生物信息學博士學位，2016年博士后出站留所工作，任宏基因組學實驗室工程師，目前主要研究方向為宏基因組數(shù)據(jù)分析和植物微生物組。QIIME 2項目參與人，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、擴增子原創(chuàng)文章700余篇，代表博文有《擴增子圖表解讀、分析流程和統(tǒng)計繪圖三部曲》，關注人數(shù)4.1萬+，累計閱讀600萬+。易生信培訓 (www.ehbio.com/Training)主講老師之一。
