随着全球植物油需求的增长，科学家们持续寻找提升大豆油含量的方法。近日，华中农业大学大豆团队联合中科院遗传发育所和吉林省农科院在微生物组领域国际权威期刊《Microbiome》（2023年影响因子：13.8）在线发表了题为“Quality traits drive the enrichment of Massilia in the rhizosphere to improve soybean oil content”的重要研究论文，揭示了一类与大豆油脂密切相关的微生物（Oil Associated Bacteria, OAB），尤其是马赛菌（Massilia）在大豆根区的富集现象。研究证实，这种特定微生物的增加不仅促进了大豆根系的生长，还显著提高了大豆油的含量，为大豆油含量的提升和品质改进提供了全新的视角。
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该研究团队运用16S高通量测序技术，对1949年至2010年间东北地区（包括吉林、辽宁、黑龙江三省）选育的53个传统地方品种和47个现代栽培品种，共计100个大豆品种的根际细菌群落进行了分析。结果显示，种子质量特征的遗传改良重塑了大豆根际微生物群落的结构。在高油大豆品种的根际中，观察到了鞘氨醇单胞菌科、芽孢杆菌科、诺卡氏菌科、黄杆菌科、几丁质菌科、草酸杆菌科和链霉菌科细菌的显著富集。特别地，草酸杆菌科下的马赛菌在高油大豆品种根际表现出高度富集，并与油分改善正相关。此外，马赛菌能响应高油大豆品种根系分泌物的特异性调节，且与植物苯丙烷类生物合成途径中的酚酸和黄酮类化合物存在联系。
根系分泌物与微生物类群的关系
深入研究表明，马赛菌可能通过影响生长素信号转导或调节活性氧代谢来影响根系生长，并通过激活糖酵解途径促进种子油的积累。这些发现强调了大豆微生物组结构与其品质特征之间的紧密联系，为理解和优化大豆品质，特别是油分特性的形成与调控提供了新的见解。同时，这也为培育高产高油大豆品种及发展提高种子油含量的新种植策略奠定了理论基础。
马赛菌对大豆品质和脂肪酸含量的影响
研究者们指出，微生物组被认为是植物的“第二基因组”。这项工作的成果为探究根际微生物组与植物基因组间的相互作用及其在农作物关键性状形成中的调控作用提供了新的视角，有助于未来的优良品种培育、精准种植技术和有益微生物制剂的应用，进而协同提升作物产量和品质。他们鼓励作物遗传育种和种植领域的科研人员关注根际微生物在作物品质及产量等重要农艺性状形成中的作用，通过跨学科合作解决难题，创新优良品种和配套种植技术体系，加速作物品质和产量提升的步伐。随着对植物微生物组了解的不断深入，科学家期待利用这些油相关细菌的有利属性，开发更加高效的增油农业生产技术，促进油料作物品质的提升和农业的可持续发展，助力国家粮食安全。
华中农业大学博士后韩琴（现中国农业科学院油料作物研究所副研究员），博士生朱光辉和吉林省农业科学院副研究员邱红梅为文章的共同第一作者，华中农业大学李霞教授，中科院遗传发育所白洋研究员（现北京大学生命科学学院研究员）和吉林省农业科学院大豆研究所王跃强研究员为文章的共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、湖北洪山实验室等相关项目的经费支持。
