育種對根圈微生物（rhizosphere）的影響

 

根圈。圖片來源：維基百科

從古到今，人類不斷透過不同的育種手法來使作物提高產量、增強抗病能力、改變風味與口感。我們有「甜得要刷牙」的水果、有紫到發黑的青花菜、有快速成長的菠菜...但是，這些作物，只有這些特性改變嗎？還是牽一髮而動全身，其他的部分的特性也悄悄改變，只是我們沒有覺察到而已？

最近的一個大麥根圈（rhizosphere）的研究，對我們來說可說是一個提醒。

研究團隊研究了兩個品系的大麥：Chevallier與Tipple。其中Chevallier是古老的品系，而Tipple則是現代品系。

他們分析了這兩個品系大麥根圈的微生物後發現，Tipple的根圈中發現的假單胞菌（Pseudomonas）與草酸桿菌科的Massilia顯著較多，而Chevallier的根圈中則以Massilia和熱酸菌屬（Acidothermus）較多。

至於真菌，在Chevallier的根圈中，Saitozyma和Goidanichiella比較多，而在Tipple的根圈中，真菌群落的組成與未種植的土壤非常相似，顯示Tipple可能較少影響其根圈的真菌組成。

植物根圈的微生物，常常都是受到植物根部分泌的物質吸引而來。既然微生物種類有差別，是不是因為這兩種品系的大麥的根分泌的物質不一樣的關係呢？

透過GC-MS分析，研究團隊發現Tipple和Chevallier的根系分泌物在化學組成上存在顯著差異。Tipple分泌更多的六碳糖（如果糖和葡萄糖），這可能是其能夠吸引更多Pseudomonas的原因。

總而言之，因為兩個品系的差異，影響到它們根部分泌物也不同，最後導致根圈微生物也不同；這意味著，不只是耕作與施肥，人類也因為種植不同品系的農作物，對土壤進行了改變。

參考文獻：

Pacheco-Moreno A, Bollmann-Giolai A, Chandra G, Brett P, Davies J, Thornton O, et al. (2024) The genotype of barley cultivars influences multiple aspects of their associated microbiota via differential root exudate secretion. PLoS Biol 22(4): e3002232. https://doi.org/10.1371/journal. pbio.3002232