北京大学白洋研究员、崖州湾国家实验室/中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋院士、华南农业大学储成才教授、南方科技大学黄安诚研究员、中山大学肿瘤防治中心高嵩研究员带领的五个科研团队，结合微生物组学、分子生物学、生物化学及结构生物学等技术，系统解析根际微生物组调控水稻分蘖的功能与机制。该研究不仅为根际微生物组与植物互作研究提供典型范例，更为将来实现作物绿色增产提供关键突破口。相关成果《根际微生物组调控水稻分蘖数量》日前发表于国际学术期刊《细胞》。

水稻的分蘖数直接关系水稻产量。在传统认知中，分蘖形成主要受遗传通路调控，但根际微生物群落在分蘖形成中的作用一直是科学界未解之谜。白洋说：“我们在两个独立地块中收集了2000多份水稻样品，对它们的根际微生物组和分蘖表型进行综合分析，发现根际微生物组与水稻分蘖数显著相关，并在实验室与田间体系挖掘到调控分蘖的关键菌株。”

在与水稻分蘖相关的细菌中，有一种名为Exiguobacterium R2567的细菌，它能分泌一种小分子物质——cyclo。这个小分子就像一把钥匙，能打开水稻体内的开关OsD14。而OsD14控制着“独角金内酯”信号通路，这个通路直接影响水稻分蘖。“而当cyclo与OsD14结合后，就启动了水稻‘独脚金内脂’信号通路，可实现对水稻分蘖生长的调节。这是国际上首次发现微生物来源的‘独脚金内酯’功能类似物，极大拓展了水稻分蘖调控的研究版图。同时，该研究为挖掘微生物‘暗物质’宝库提供了成功案例。”白洋说。

“这项研究不依赖直接改变作物的遗传背景，而是通过调控根际的微生物组来优化作物在田间的生长表现。”白洋指出，“这意味着微生物组可以替代部分化肥农药，在降低农业生产中环境负担的同时，进一步提升作物的健康度与产量。这为未来作物改良提供了全新思路，将打破以环境成本为代价的传统农业生产模式，推动作物生产迈向更高的可持续发展水平。”