根际微生物是促进植物养分获取和提高氮素利用效率的重要资源。如何恢复作物驯化过程中丢失的特殊功能微生物组（Microbiome Re-wilding）服务于栽培作物产能提升，是当前关注的焦点。为了回答这一问题，中国科学院东北地理与农业生态研究所联合江西省农业科学院以及荷兰生态研究所，以野生稻与栽培稻为材料，利用根际微生物组分析、水稻群体基因组分析、遗传连锁定位以及合成菌群验证，系统解析了水稻亲本和杂交子代之间微生物选择的基本规律，并进一步分析了野生亲本募集的功能微生物类群在子代群体中的分布特征及其潜在的调控机理（图1）。研究证实了野生亲本募集的特定功能微生物类群可以在部分子代中有保留效应，并通过植物基因组和微生物组的连锁定位分析，初步揭示了功能微生物类群与植物基因之间的耦合关系。基于连锁分析，进一步聚焦到了水稻OsRLK基因及其偶联的微生物类群 Acinetobacter，并利用植物突变材料与合成菌群进一步验证了基因调控下的Acinetobacter 在根际富集效应并通过提高 nifH 丰度和固氮酶相关蛋白影响宿主水稻的氮利用情况。

图1 水稻驯化与微生物组耦合机制研究

该研究揭示了通过野生作物和栽培作物遗传杂交手段来调控子代对微生物募集效应并进而影响宿主植物养分吸收功能，为挖掘和利用野生作物微生物组资源提高栽培作物产能开辟了新路径，也为黑土地微生物组定向培育、合理构建地下-地上协同增效与产能提升技术体系奠定了理论基础。不过，本文仅初步探索了野生作物与微生物功能类群之间的选择效应，在分子机制上尤其是植物基因究竟通过何种代谢途径及分子信号转导网络系统实现对特定微生物类群的募集，还需要更深层次的机理解析。

研究成果近期以“Wild rice locus enables microbiome re-domestication for enhanced nitrogen-use efficiency”在线发表于Nature Microbiology。东北地理所常晶晶特别研究助理为论文第一作者，江西省农业科学院王电文博士为共同第一作者。本项研究受到区域联合基金（U22A20593）、中国博士后科学基金（2024M753212）和吉林省自然科学基金优秀青年项目（20250101030JJ）等项目的共同资助。

文章链接：

https://doi.org/10.1038/s41564-026-02498-x