大豆“癥青”病害（SGS）是指感病大豆在正常成熟時，植株仍然葉綠枝青，同時出現莢而不實或籽粒癟爛的現象。“癥青”嚴重影響大豆的品質和產量，造成大豆減產20%—80%，特別嚴重的地塊甚至顆粒無收。近年來，大豆“癥青”在我國大面積暴發流行，已成為黃淮海夏大豆生產上的“癌癥”。然而，引發大豆“癥青”的原因一直備受爭議，推測的可能原因包括蟲害（如點蜂緣蝽取食）、營養元素（如硼元素）缺乏及氣候問題（如高溫干旱）等。近日，中國科學院分子植物科學卓越創新中心研究員王二濤團隊在《Plant Biotechnology Journal》上在線發表研究，利用多組學高通量測序解析了大豆“癥青”發生相關的細菌、真菌和病毒微生物組，發現“癥青”的發生與一種新型雙生病毒的侵染緊密相關，同時發現“癥青”發生伴隨著大豆籽粒微生物組豐度的升高和細菌菌群穩態的失衡。

研究人員利用轉錄組和小RNA測序解析了大豆“癥青”相關的病毒微生物組，并在大豆“癥青”樣品中鑒定出了一種新型的重組雙生病毒——大豆“癥青”綜合征相關病毒（SbSGSV）。該病毒不屬于已知的14個發表的雙生病毒屬，推測其可能由雙生病毒科的不同屬的病毒發生重組產生。研究人員進一步對該病毒進行普查，發現其在不同品種、采樣地點和年份的“癥青”大豆籽粒中都被檢測到，但存在一定程度的變異，表明該雙生病毒是令大豆“癥青”發生的“真兇”。該結果與近期發表在《Molecular Plant》上的相關研究相互印證，表明大豆“癥青”病害的致病重要原因是由一種新型的重組病毒導致的。

為了破解大豆“癥青”的病因，除上述工作外，研究人員還解析了“癥青”關聯的大豆各個組織（包括根際、根、莖、葉、豆莢和籽粒）相關的細菌和真菌微生物組，發現與正常籽粒相比，“癥青”籽粒的細菌及真菌豐度顯著增加，細菌多樣性顯著降低。研究還發現“癥青”籽粒的細菌菌群穩態失調，主要表現為革蘭氏陽性細菌（放線菌門和厚壁菌門）的豐度顯著降低，而革蘭氏陰性細菌（變形菌門和擬桿菌門）的豐度顯著升高，但導致菌群穩態失衡的細菌種屬在不同大豆品種中完全不一致，表明其菌群穩態失衡可能是大豆“癥青”發生的并發現象。研究人員進一步對小麥多種病害樣本相關的微生物組進行分析，也發現菌群穩態在植物病害中的重要作用。基于這些研究結果，該研究提出菌群豐度增高和穩態失衡是植物病害發生的普遍性現象。

該研究通過多組學聯動將微生物菌群失調、雙生病毒侵染與大豆“癥青”發生建立關聯，為農作物病原的快速鑒定提供了范例，為大豆“癥青”的防治提供了重要的理論基礎。

來源: 上海科技報社

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