根际微生物能在进化过程中与植物形成功能丰富的共生体（holobiont），对宿主植物的营养和健康发挥着重要的作用，被称为植物的第二基因组。微生物、宿主植物和根际环境之间错综复杂的相互作用对精准调控植物与根际微生物组的关系提出了极大的挑战。当前根际微生物的利用方式主要是分离优异菌种开发微生物肥料或微生物农药等生物制品，然而如何从整体层面上充分利用整个根际微生物组？如何从外源施用益生菌转变到原位发挥根际微生物组的内在功能？如何促进根际微生物对作物的“被动服务”向根际的“主动服务”转变？目前没有提出明确的思路和策略。

绝大部分根际微生物都是来源于土壤，因此过去认为根际微生物组整体上受土壤环境因素驱动，然而近年来随着根际微生物组研究的突破性进展，越来越多的研究表明部分根际微生物的装配是植物遗传性状。近日，国际著名期刊《新植物学家》（New Phytologist）在线发表了沈其荣院士团队张瑞福教授课题组与中国农业科学院农业资源与农业区划研究所合作的观点综述（Viewpoint）“Dissection of rhizosphere microbiome and exploiting strategies for sustainable agriculture”，该观点综述以分类利用为导向，根据装配的主要驱动因素将根际微生物组分为由土壤性质决定的根际可变微生物组（environment-dominated variable microbiome）和由植物基因决定的根际可遗传微生物组（plant genetic-dominated heritable microbiome）（图1）。

图1 根际微生物组分类

该综述对已有发表数据进行了分析，初步估算了两类微生物组在主要作物根际的比例，发现根际微生物组中绝大部分类群（高于96.5%）是由土壤性质决定的，提出可以通过合理的土壤管理措施精准调控根际可变微生物组结构和功能以支撑农业绿色发展。根际微生物中可遗传部分占比很小（低于 3.5%），但发挥着对植物的重要特异性功能（比如养分转化和胁迫耐受等），可通过育种手段利用这些根际微生物的功能，通过鉴定控制根际可遗传微生物的作物基因，培育“根际微生物组协同”（rhizosphere microbiome-assisted crop breeding）的作物新品种，“一劳永逸”的利用这类根际微生物（图2）。综述还对两种根际微生物组的利用策略目前存在的挑战和未来研究重点进展了分析展望，本文将对充分利用根际微生物组促进农业绿色发展提供理论指导和路径选择。

图2 根际微生物组分类应用策略

公司荀卫兵副教授和中国农业科学院农业资源与农业区划研究所刘云鹏研究员为论文共同第一作者，张瑞福教授为论文通讯作者。该研究得到国家重点研发计划等项目资助。

全文链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/nph.19697