现代的植物育种和农业系统人工化可能已经改变了植物菌群筛选和募集益生菌的能力。法国雷恩大学的Solène Mauger等学者提出一个假说，现代小麦品种的根内层菌群对真菌和细菌的定植抵抗力较弱，因此也易纳入更多的病原体。
作者以小麦为模型作物，研究现代植物育种策略对小麦根系内生菌群的影响；有别于传统农场中由种群/地方品种培育的“古老品种”，本研究采用了纯系的“现代品种”，符合DUS(Distinct-独特, Uniform-统一, Stable-稳定)标准。为验证上述假说，作者设计了一系列田间实验：对6个小麦品种(3个古代品种和3个现代品种)，分别采用单一种植和混合种植(每个重复三次)。每个种植区随机取4个样，用大量测序的方法对成分进行聚类测序，以此来分析其根系菌群。
图1 小麦根内层细菌(a)和真菌(b)菌群(γ-多样性，因此不单考虑小麦品种)序列聚类的丰富度、相对丰度，及最具广泛代表性的门
研究表明，古代和现代小麦品种的根中细菌和真菌菌群组成存在差异。然而，观察到的结果因所考虑的群体而有所不同。现代品种比古代品种具有更高的细菌和真菌病原体丰富度。两类品种均有特定的指示种。现代品种混植区中发现了一种协同效应，其根内菌群丰富度高于空白模型预期的水平。本研究显示了植物育种对根系菌群的影响。检测结果显示了对根部内层-菌群组分进行分析的重要性。
小麦根部内层的菌群，是与植物相互作用最多的部分，这在现代和古代小麦品种之间有明显差异(图2)。尽管此项研究使用的小麦品种有限，现代小麦品种明显比古代品种更易纳入病原体，更少筛选在其根部定植的微生物。由于这些结果具创新性，此研究还需要在小麦和其它作物中得到进一步证实，根部内层的菌群募集机制亦有待研究。
图2 古代(A)和现代(M)品种中细菌(a)及真菌(b)群落的偏最小二乘判别分析(PLS-DA)排序(细菌1159个序列聚类，真菌308个序列聚类)
为了农业的可持续性发展，育种策略需要深入思考，植物和农作物不应再被当作独立的实体，而应该被视为共生体(宿主及其共生菌群)。与农业和植物科学的主流思想不同，本文作者呼吁更全面的构想，设计新框架以寻求更可持续的农作物和粮食生产。
原文信息
Mauger, S., Ricono, C., Mony, C., Chable, V., Serpolay, E.,Biget, M., & Vandenkoornhuyse, P.(2021). Differentiation of endosphericmicrobiota in ancient and modern wheat cultivar roots. Plant-EnvironmentInteractions, 2, 235–248.
https://doi.org/10.1002/pei3.10062[Life Sciences]