干旱与复水驱动不同土壤区室中微生物动态的分化，并揭示Trinickia是增强大豆抗旱韧性的关键属

预计气候变化将加剧干旱，而通过工程化改造以增强植物微生物组的韧性，是支持作物生产力的一条有前景的途径。然而，要有效利用这些微生物组，关键在于识别能够促进植物耐旱性的关键类群及其功能性状。在本研究中，我们结合深度鸟枪宏基因组测序与绝对丰度校准，追踪了持续的大豆干旱—复水周期中微生物群落的基因组分辨率动态。基于728个高纯度宏基因组组装基因组（MAGs），这些基因组平均捕获约83%的原核生物序列，我们发现，与非根际土壤相比，干旱导致根际微生物群落结构发生了显著更大的变化。这一变化伴随着分类多样性下降，但功能多样性上升。根际群落在复水后24小时内迅速恢复，而非根际土壤群落则在复水后经历了渐进性的扰动，这与由“桦木效应”驱动的演替转变相一致。干旱条件下根际中富集的微生物主要属于一个在分类学上尚未得到充分研究的单一属——Trinickia；该属基因组编码了一系列协同作用的性状，包括渗透胁迫耐受、生物施肥以及植物激素/多胺生物合成，这些性状与促进植物生长相一致。对这一基因组推断的支持性证据表明，在活跃干旱期间，Trinickia的丰度与根生物量增加呈强相关，且不受植物发育阶段影响。综上，这些发现表明，根际是干旱与复水过程中具有动态响应能力的生态位，并凸显了Trinickia物种作为基于微生物组策略增强大豆抗旱性的候选对象，其基因组和表型均获得了支持。

预计在气候变化背景下，干旱状况将进一步加剧，而通过工程化改造构建更具韧性的植物微生物组，是维持作物生产力的一条有前景的途径。然而，有效利用这些微生物组的关键在于识别能够促进植物耐旱性的关键类群及功能性状。在本研究中，我们将深度鸟枪法宏基因组学与绝对丰度校准相结合，追踪大豆经历长期干旱及复水循环过程中、达到基因组分辨率的微生物动态。基于728个高纯度宏基因组组装基因组（MAGs），其平均可捕获约83%的原核生物读段，我们发现，与非根际土壤相比，干旱导致根际群落结构发生了显著更大的变化。这一变化伴随着分类多样性下降，而功能多样性上升。根际群落在复水后24小时内迅速恢复；相比之下，非根际土壤群落在复水后经历了逐步加剧的扰动，这与由Birch效应驱动的群落演替转变相一致。根际中干旱富集的微生物主要由一个分类学研究尚不充分的单一属——Trinickia——构成；其基因组编码了一系列相互协同的渗透胁迫耐受、生物肥料化以及植物激素/多胺生物合成性状，这些性状与促进植物生长的功能相一致。对这一基因组推断的支持证据表明，在干旱活跃期，Trinickia的丰度与根系生物量增加呈显著强相关，且不受植物发育阶段影响。综上，这些发现表明，根际是干旱与复水过程中具有动态响应性的微生物区室，并凸显了Trinickia物种作为基于微生物组策略改善大豆抗旱性的候选对象，其基因组和表型证据均为此提供了支持。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.15.751935v1?rss=1

🏷️ 大豆根际微生物组 干旱-复水响应 宏基因组组装基因组 Trinickia 植物抗旱韧性 微生物促生性状