根系微生物組與植物的養(yǎng)分吸收、抗病抗逆等生長發(fā)育過程密切相關(guān)，其在植物根系的定殖和組裝受環(huán)境和植物遺傳途徑等因素的影響。表觀遺傳調(diào)控是調(diào)節(jié)染色體行為和基因表達(dá)的重要機(jī)制，探究表觀遺傳途徑與植物根系微生物的關(guān)系能夠更系統(tǒng)地揭示植物生長發(fā)育過程。表觀遺傳調(diào)控與宿主微生物組的關(guān)系已在動(dòng)物模型中得到研究，但在植物中相關(guān)研究較少。

 

　　中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員白洋研究組、曹曉風(fēng)研究組合作，比較水稻三種組蛋白甲基化相關(guān)突變體DJ-jmj703、ZH11-sdg714和Nip-dcl3a及其對應(yīng)野生型的根系微生物組的結(jié)構(gòu)和物種組成，發(fā)現(xiàn)水稻的根系微生物結(jié)構(gòu)受組蛋白甲基化修飾影響，其中，響應(yīng)組蛋白甲基化調(diào)控的相關(guān)細(xì)菌主要屬于厚壁菌門以及β-變形菌綱。研究人員進(jìn)一步構(gòu)建水稻根系微生物共發(fā)生網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)微生物網(wǎng)絡(luò)的44個(gè)核心物種中，35個(gè)細(xì)菌受到至少一種組蛋白甲基化相關(guān)基因調(diào)控（如圖）。結(jié)果表明，水稻組蛋白甲基化在調(diào)控根系微生物群落的組裝過程中具有關(guān)鍵作用，為植物表觀遺傳調(diào)控與根系微生物組之間的聯(lián)系提供新思路。

 

　　7月2日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表在Journal of Genetics and Genomics（DOI:10.1016/j.jgg.2021.06.005）上。研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會等的支持。

　　水稻根系微生物組共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)揭示核心菌群受組蛋白甲基化調(diào)控。水稻根系微生物共存網(wǎng)絡(luò)（左）及受組蛋白甲基化影響的細(xì)菌在網(wǎng)絡(luò)中的分布情況（右）