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，在根系招募大量且種屬特異、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(yíng)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(duì)植物生長(zhǎng)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%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？這些問題一直沒有明確的答案。

　　中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、中國(guó)科學(xué)院-英國(guó)約翰英納斯中心植物和微生物科學(xué)聯(lián)合研究中心(CEPAMS)白洋研究組與John Innes Centre的Anne Osbourn研究組合作在《科學(xué)》（Science）上發(fā)表文章，揭示了擬南芥三萜類化合物對(duì)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(cè)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(kù)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(chéng)和白洋組博士研究生姜婷為共同第一作者，白洋和Anne Osbourn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該項(xiàng)目。該研究得到中科院戰(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(guó)家自然科學(xué)基金委國(guó)際合作研究與交流項(xiàng)目和中科院微生物組項(xiàng)目支持。