2025年9月，瑞典农业科学大学的Rodomiro Ortiz联合全球多家研究团队在Trends in Plant Science发表了题为Exploitation of rhizosphere microbiome biodiversity in plant breeding的综述文章。该文章系统回顾了根际微生物组多样性在植物育种中的前景与策略，为培育抗逆高产新品种提供新思路。
植物能够通过自身的基因来调控根际微生物的组成，这些基因通过影响根的形态、代谢分泌、养分吸收以及免疫反应等方式，塑造根际微生物群落的结构与功能。相关研究发现：根系构型相关基因(如RUM1、RTCs)能够改变根毛密度和分泌物数量，从而间接筛选出喜欢附着在根表的解磷微生物；免疫调节基因(如FLS2、MYB72、WRKY)在识别病原信号后，会释放“求救”信号，吸引具有抗菌活性的微生物聚集；次生代谢物转运基因(如ABC-C6、FNS)则调控黄酮类物质的外排，引导根瘤菌和丛枝菌根真菌向根系定向迁移。
在作物驯化和育种过程中，人类活动改变了作物与根际微生物之间的共生关系和功能模式。文章通过比较野生祖先、地方品种和现代高产品种的根际微生物组成，发现以下几点：①随着作物驯化，根际微生物中放线菌和酸杆菌的丰度下降，而厚壁菌和担子菌的数量上升，这种变化与土传病害加重密切相关；②异源四倍体油菜在形成过程中因“基因组冲击”产生更多样的根系分泌物，其根际微生物多样性比二倍体祖先提高了14%，表现出更广泛的生态适应能力；③利用人工合成的异源多倍体，可以快速恢复在驯化过程中丢失的有益微生物类群，为重建作物与微生物的互利共生关系提供了有效途径。
该文章提出了一个“作物-微生物组协同育种”的创新框架，主要包括三个步骤：首先，在多种不同土壤环境中进行大规模田间试验，结合GPS定位技术，同步采集植株表型和微生物组数据，构建包含基因型、微生物组和环境因素的三维数据库；第二步，利用全基因组选择(GS)和微生物组全基因组关联分析(GWAS)，预测最优的“植物-微生物”匹配组合，从而将育种周期缩短2到3年；最后，针对不同作物构建特异的合成微生物群落(SynCom)，通过接种剂或种子包衣技术，将其导入商业化品种中，最终实现“带菌种子”的精准应用。
该文章首次将根际微生物组明确纳入作物育种目标，并全面剖析了根际微生物组与植物互作的遗传调控机制及育种应用潜力，提出“植物基因+微生物基因”双轮驱动的新范式，构建可持续农业系统提供了关键理论支撑与实践路径。
