近日，中国科学院微生物研究所张莉莉和方荣祥团队在Microbiome上发表题为“Dynamics of rice seed-borne bacteria from acquisition to seedling colonization”的研究论文。该研究系统阐释了水稻种子菌群的获得、定殖、保持和传播模式，以及菌群结构的时空动态特征。
种子作为植物遗传物质代际传递的载体，其携带的微生物及其功能可能存在世代传递，然而，受限于植物内生菌群定量技术和无菌体系的缺乏，种子微生物组的代际传递机制尚未得到系统性阐明。研究团队通过整合细菌定量分析、无菌植物培养、合成菌群构建及菌群移植等技术，系统揭示了水稻种子菌群从获得到传播的完整过程。
研究发现，水稻种子具有丰富的内生菌群，这些微生物主要定殖于颖果（遗传学意义上的种子）和种子附属结构之间，而颖果本身保持基本无菌的状态。种子菌群主要在开花期从环境中获得，灌浆期和黄熟期则不具备获得外源菌群的能力。菌群一旦获得，能在种子发育和贮存期间维持稳定数量，并能随种子萌发迁移至新生植株的叶片和根系，同时根据不同组织特征进行群落重构。
中国科学院微生物研究所特别研究助理陈丽莹为论文第一作者，张莉莉副研究员和方荣祥院士为论文共同通讯作者。本研究获得了国家自然科学基金、国家重点研发计划和中国科学院青年创新促进会的资助。
图1. 水稻种子菌群的分布模式图
图2. 水稻种子菌群的来源及传播模式图
文章链接：https://doi.org/10.1186/s40168-024-01978-8
