微生物群落相互作用牛津大学最近领导的一项研究表明,由于人类驯化了农作物,与植物相关的基因可能会发生变化。
有趣的是,不同的驯化事件被发现以相似的方式影响植物微生物组。研究结果发表在今天的《当代生物学》杂志上。
这些发现可能最终有助于开发以微生物为基础的策略,以提高作物产量和粮食安全,因为微生物可以对寄主植物产生各种积极影响,包括改善生长、耐受性、抗病性和抗旱性。例如,根据该研究小组早期的发现,由于驯化的结果,农作物可能不太能够吸引提高抗病能力的微生物。
菜豆(Phaseolus vulgaris)和利马豆(Phaseolus lunatus)是已知在中美洲和南美洲多次独立驯化的两种作物。在这项新研究中,研究人员检查了与这两种作物相关的微生物群落。这意味着研究人员有几千年前发生的事件的几个副本。
研究人员专注于与种子相关的微生物,因为他们想知道微生物组的任何变化是否与人类在驯化过程中选择的植物性状有关。在驯化过程中,豆类等作物的种子经历了实质性的修改。例如,与野生豆类相比,驯化的豆类种子明显更大,矿物质含量也明显不同(这与种子质量和烹饪性能的提高有关)。
研究人员使用统计和机器学习技术发现了与野生和驯化豆类相关的微生物群落组成的显着变化。
此外,在几个驯化事件中,种子矿物质含量的变化与微生物群丰度和组成的变化之间存在相关性。具体地说,微生物组组成的改变与驯化的P. vulgaris种子中较低的钙浓度显著相关,这可能是为了更好的烹饪品质而选择的结果。
研究小组计划在未来的工作中研究驯化如何影响更大范围的作物物种以及其他植物性状。一个重要的问题是,野生物种是否具有有利的特征,有助于吸引多样化和促进健康的微生物群,这些微生物群可以重新引入驯化作物。