根系微生物組與植物的養分吸收、抗病抗逆等生長髮育過程密切相關，其在植物根系的定殖和組裝受環境和植物遺傳途徑等因素的影響。表觀遺傳調控是調節染色體行為和基因表達的重要機制，探究表觀遺傳途徑與植物根系微生物的關係能夠更系統地揭示植物生長髮育過程。表觀遺傳調控與宿主微生物組的關係已在動物模型中得到研究，但在植物中相關研究較少。
中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員白洋研究組、曹曉風研究組合作，比較水稻三種組蛋白甲基化相關突變體DJ-jmj703、ZH11-sdg714和Nip-dcl3a及其對應野生型的根系微生物組的結構和物種組成，發現水稻的根系微生物結構受組蛋白甲基化修飾影響，其中，響應組蛋白甲基化調控的相關細菌主要屬於厚壁菌門以及β-變形菌綱。研究人員進一步構建水稻根系微生物共發生網路，發現微生物網路的44個核心物種中，35個細菌受到至少一種組蛋白甲基化相關基因調控（如圖）。結果表明，水稻組蛋白甲基化在調控根系微生物群落的組裝過程中具有關鍵作用，為植物表觀遺傳調控與根系微生物組之間的聯絡提供新思路。
7月2日，相關研究成果線上發表在Journal of Genetics and Genomics（DOI:10.1016/j.jgg.2021.06.005）上。研究工作得到中科院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金、中科院青年創新促進會等的支援。
水稻根系微生物組共現網路揭示核心菌群受組蛋白甲基化調控。水稻根系微生物共存網路（左）及受組蛋白甲基化影響的細菌在網路中的分佈情況（右）
來源： 遺傳與發育生物學研究所
