文章信息
文章題目：Root microbiota regulates tiller number in rice
期刊：Cell
發(fā)表時間：2025年4月22日
主要內(nèi)容：中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所白洋研究員（現(xiàn)任北京大學研究員）、崖州灣國家實驗室/中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所李家洋院士、華南農(nóng)業(yè)大學儲成才教授、南方科技大學黃安誠研究員、中山大學腫瘤防治中心高嵩研究員帶領(lǐng)的五個頂尖科研團隊聯(lián)合攻關(guān)在Cell發(fā)表了題為“Root microbiota regulates tiller number in rice”的重磅研究成果。該研究通過整合微生物組學、分子生物學、作物遺傳學、天然產(chǎn)物化學及結(jié)構(gòu)生物學等技術(shù)，首次系統(tǒng)揭示了根際微生物組調(diào)控水稻分蘗的功能與分子機制，成為植物-根際微生物互作研究的范例。
原文鏈接：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00351-4
使用TransGen產(chǎn)品：
TransScript? II One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix (AH311)
PerfectStart? Green qPCR SuperMix (AQ601)
BL21(DE3) Chemically Competent Cell (CD601)
研究背景
水稻根際微生物組作為植物的"第二基因組"，對作物生長發(fā)育和健康維持起著至關(guān)重要的作用。作為全球重要的經(jīng)濟作物，水稻的產(chǎn)量水平直接關(guān)系到糧食安全保障，其中分蘗數(shù)作為關(guān)鍵產(chǎn)量構(gòu)成要素，受到遺傳背景和環(huán)境因素的雙重調(diào)控。然而，關(guān)于根際微生物群落是否參與調(diào)控水稻分蘗形成及其潛在分子機制這一科學問題，長期以來尚未得到明確解答。該問題的闡明不僅具有重要理論價值，還將為微生物肥料開發(fā)和作物生態(tài)化高產(chǎn)栽培提供突破性技術(shù)路徑。
文章概述
本研究系統(tǒng)揭示了根際微生物組調(diào)控水稻分蘗的關(guān)鍵作用及分子機制?；趯?82個水稻品種的大規(guī)模田間實驗和基因組關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)根際微生物組對分蘗數(shù)變異具有顯著的解釋力（28.2%），且根際微生物組與基因型的互作效應(yīng)占基因型總解釋量的79.9%。通過微生物群落特征與分蘗表型的線性回歸分析，研究人員發(fā)現(xiàn)根際微生物的α多樣性（shannon index）和β多樣性（PCo1）均與水稻分蘗數(shù)存在顯著關(guān)聯(lián)，并鑒定出7個促分蘗菌屬和5個抑分蘗菌屬。研究團隊選擇分蘗相關(guān)屬的關(guān)鍵菌株在實驗室和田間環(huán)境下進行功能驗證。結(jié)果顯示，Roseateles R780和Piscinibacter R1801顯著促進分蘗，而Exiguobacterium R2567, Burkholderia R2488和Pleomorphomonas R1405則顯著抑制分蘗。深入的菌株功能驗證揭示，這些微生物通過獨腳金內(nèi)酯（SL）信號通路發(fā)揮調(diào)控作用：促生菌Roseateles R780依賴完整的SL合成和信號轉(zhuǎn)導途徑，而抑生菌Exiguobacterium R2567則主要通過干擾SL信號轉(zhuǎn)導發(fā)揮作用。尤為重要的是，研究團隊成功從Exiguobacterium R2567中分離鑒定了關(guān)鍵效應(yīng)分子cyclo(Leu-Pro)，可以促進OsD53蛋白降解，從而抑制水稻分蘗。通過解析OsD14-cylco(Leu-Pro)復(fù)合物的高分辨率晶體結(jié)構(gòu)，并結(jié)合通過MST、BLI、YLG等分子互作實驗，揭示了cyclo(Leu-Pro)與OsD14的作用細節(jié)，及其與SL功能類似物rac-GR24在結(jié)合方式上的高度相似性。遺傳證據(jù)表明，在突變體d14上cyclo(Leu-Pro)喪失了調(diào)控OsD53蛋白含量和水稻分蘗的作用。綜上所述，cyclo(Leu-Pro)可以模擬SL功能，直接結(jié)合SL受體OsD14并激活SL信號，抑制水稻分蘗。這一發(fā)現(xiàn)顛覆了內(nèi)源植物激素SL調(diào)控分蘗的傳統(tǒng)認知，證明微生物代謝物同樣可以精準操縱水稻分蘗過程。
微生物環(huán)二肽信號分子介導的水稻分蘗調(diào)控機制示意圖
全式金生物產(chǎn)品支撐
優(yōu)質(zhì)的試劑是科學研究的利器。全式金生物的TransScript? II一步法去除gDNA及第一鏈cDNA試劑(AH311)、染料法熒光定量PCR預(yù)混液(AQ601)和BL21(DE3)感受態(tài)細胞 (CD601) 助力本研究。產(chǎn)品自上市以來，深受客戶青睞，多次榮登知名期刊，助力科學研究。
TransScript? II One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix (AH311)
本產(chǎn)品以RNA為模板，在同一反應(yīng)體系中，合成第一鏈cDNA的同時去除RNA模板中殘留的基因組DNA。反應(yīng)結(jié)束后，只需在85℃加熱5秒鐘，即可同時失活TranScript? RT/RI與gDNA Remover。
產(chǎn)品特點
? 高熱穩(wěn)定性：反應(yīng)溫度42℃-55℃。
? 在同一反應(yīng)體系中，同時完成反轉(zhuǎn)錄與基因組DNA的去除，操作簡便，降低污染機率。
? 產(chǎn)物用于qPCR：反轉(zhuǎn)錄15分鐘；產(chǎn)物用于PCR：反轉(zhuǎn)錄30分鐘。
? 反應(yīng)結(jié)束后，同時熱失活RT/RI與gDNA Remover。
? 合成片段≤15 kb。
PerfectStart? Green qPCR SuperMix (AQ601)
本產(chǎn)品包含PerfectStart? Taq熱啟動酶、優(yōu)化的雙陽離子緩沖液、SYBR Green I 熒光染料、dNTPs、PCR增強劑、PCR穩(wěn)定劑。本產(chǎn)品濃度為2×，使用時只需加入模板、引物、Universal Passive Reference Dye和水，使其工作濃度為1×，即可進行反應(yīng)。
產(chǎn)品特點
? 3種抗體封閉，特異性高，靈敏度高，擴增效率強，適用物種范圍廣。
? 雙陽離子緩沖液，增強特異性，減少引物二聚體形成，數(shù)據(jù)準確。
? 配有適用于不同機型的Passive Reference Dye(調(diào)整PCR加樣誤差引起的管間差異)，數(shù)據(jù)準確。
BL21(DE3) Chemically Competent Cell (CD601)
本產(chǎn)品經(jīng)特殊工藝制作，可用于DNA的化學轉(zhuǎn)化。使用pUC19質(zhì)粒DNA檢測，轉(zhuǎn)化效率高達107 cfu/μg DNA。使用Control Plasmid I (Amp+)用于檢測細胞是否具有表達功能，表達蛋白大小為25 kDa。
產(chǎn)品特點
? 該菌株用于T7 RNA聚合酶為表達系統(tǒng)的高效外源基因的蛋白表達宿主，T7噬菌體RNA聚合酶基因的表達受控于λ噬菌體DE3區(qū)的lacUV5啟動子，該區(qū)整合于BL21的染色體上。
? 該菌株適合于非毒性蛋白的表達。
全式金生物的產(chǎn)品再度亮相Cell期刊，不僅是對全式金生物產(chǎn)品卓越品質(zhì)與雄厚實力的有力見證，更是生動展現(xiàn)了全式金生物長期秉持的“品質(zhì)高于一切，精品服務(wù)客戶”核心理念。一直以來，全式金生物憑借對品質(zhì)的執(zhí)著追求和對創(chuàng)新的不懈探索，其產(chǎn)品已成為眾多科研工作者信賴的得力助手。展望未來，我們將持續(xù)推出更多優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，期望攜手更多科研領(lǐng)域的杰出人才，共同攀登科學高峰，書寫科研創(chuàng)新的輝煌篇章。
使用TransScript? II One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix (AH311）產(chǎn)品發(fā)表的部分文章：
? Zhang J Y, Wang B, Xu H R, et al. Root microbiota regulates tiller number in rice[J]. Cell, 2025.(IF 45.5)
? Geng Q, Li H, Wang D, et al. The Verticillium dahliae Spt-Ada-Gcn5 acetyltransferase complex subunit Ada1 is essential for conidia and microsclerotia production and contributes to virulence[J]. Frontiers in Microbiology, 2022.(IF 4.0)
? Zhang Y, Fan Y, Rui C, et al. Melatonin improves cotton salt tolerance by regulating ROS scavenging system and Ca2+ signal transduction[J]. Frontiers in Plant Science, 2021.(IF 4.1)
? He L, Liu Y, He H, et al. A molecular framework underlying the compound leaf pattern of Medicago truncatula[J]. Nature Plants, 2020.(IF 15.8)
? Cui B, Luo Y, Tian P, et al. Stress-induced epinephrine enhances lactate dehydrogenase A and promotes breast cancer stem-like cells[J]. The Journal of clinical investigation, 2019.(IF 13.3)
? Zhao J, Liu Y, Lin F, et al. Bioorthogonal Engineering of Bacterial Effectors for Spatial–Temporal Modulation of Cell Signaling[J]. ACS Central Science, 2018.(IF 13.1)
使用PerfectStart? Green qPCR SuperMix (AQ601)產(chǎn)品發(fā)表的部分文章：
? Zhang J Y, Wang B, Xu H R, et al. Root microbiota regulates tiller number in rice[J]. Cell, 2025.(IF 45.5)
? Xiang B, Zhang M, Li K, et al. The epitranscriptional factor PCIF1 orchestrates CD8+ T cell ferroptosis and activation to control antitumor immunity[J]. Nature Immunology, 2025.(IF 27.8)
? Su D, Li M, Xie Y, et al. Gut commensal bacteria Parabacteroides goldsteinii-derived outer membrane vesicles suppress skin inflammation in psoriasis[J]. Journal of Controlled Release, 2025.(IF 10.5)
? Zhao K, Zhang J, Fan Y, et al. PSC1, a basic/helix–loop–helix transcription factor controlling the purplish‐red testa trait in peanut[J]. Journal of Integrative Plant Biology, 2025.(IF 9.3)
? Huang C, Jiang T, Pan W, et al. Ubiquitination of NS1 Confers Differential Adaptation of Zika Virus in Mammalian Hosts and Mosquito Vectors[J]. Advanced Science, 2024.(IF 14.3)
? Xiong Y, He C, Lin X, et al. Black phosphorus nanosheets inhibit glioblastoma cell migration and invasion through modulation of WNT/β-catenin and NOTCH signaling pathways[J]. Chemical Engineering Journal, 2024.(IF 13.3)
? Zuo F, Jiang L, Su N, et al. Imaging the dynamics of messenger RNA with a bright and stable green fluorescent RNA[J]. Nature Chemical Biology, 2024.(IF 12.9)
? Zhang B, He P, Lawrence J E G, et al. A human embryonic limb cell atlas resolved in space and time[J]. Nature, 2023.(IF 50.5)
? Huang J, Wu C, Kloeber J A, et al. SLFN5-mediated chromatin dynamics sculpt higher-order DNA repair topology[J]. Molecular Cell, 2023.(IF 14.5)
? Liang Y, Wang J, Xu C, et al. Remodeling Collagen Microenvironment in Liver Using a Biomimetic Nano‐Regulator for Reversal of Liver Fibrosis[J]. Advanced Science, 2023.(IF 14.3)
? He F, Cheng K, Qi J, et al. Black phosphorus nanosheets enhance differentiation of neural progenitor cells for improved treatment in spinal cord injury[J]. Chemical Engineering Journal, 2023.(IF 13.3)
? He F, Liu Z, Xu J, et al. Black phosphorus nanosheets suppress oxidative damage of stem cells for improved neurological recovery[J]. Chemical Engineering Journal, 2023.(IF 13.3)
使用BL21(DE3) Chemically Competent Cell (CD601)產(chǎn)品發(fā)表的部分文章：
? Zhang J Y, Wang B, Xu H R, et al. Root microbiota regulates tiller number in rice[J]. Cell, 2025.(IF 45.5)
? Huang Y, Yang J, Sun X, et al. Perception of viral infections and initiation of antiviral defence in rice[J]. Nature, 2025(IF 50.5).
? Chen C C, Yu Z P, Liu Z W, et al. Chanoclavine synthase operates by an NADPH-independent superoxide mechanism[J]. Nature, 2025.(IF 50.5)
? Wu K M, Xu Q H, Liu Y Q, et al. Neuronal FAM171A2 mediates a-synuclein fibril uptake and drives Parkinson’s disease [J]. Science, 2025.(IF 44.7)
? Lu P, Cheng Y, Xue L, et al. Selective degradation of multimeric proteins by TRIM21-based molecular glue and PROTAC degraders[J]. Cell, 2024.(IF 45.5)
? Li H L, Zhang Y, Rao G, et al. Rift Valley fever virus coordinates the assembly of a programmable E3 ligase to promote viral replication[J]. Cell, 2024.(IF 45.5)
? Hu Q, Liu H, He Y, et al. Regulatory mechanisms of strigolactone perception in rice[J]. Cell, 2024.(IF 45.5)
? Lan Z, Song Z, Wang Z, et al. Antagonistic RALF peptides control an intergeneric hybridization barrier on Brassicaceae stigmas[J]. Cell, 2023.(IF 45.5)
? Li X, Zhang Y, Xu L, et al. Ultrasensitive sensors reveal the spatiotemporal landscape of lactate metabolism in physiology and disease[J]. Cell Metabolism, 2023.(IF 27.7)
? Yang C, Wang Z, Kang Y, et al. Stress granule homeostasis is modulated by TRIM21-mediated ubiquitination of G3BP1 and autophagy-dependent elimination of stress granules[J]. Autophagy, 2023.(IF 14.6)
? Wang D, Xu C, Yang W, et al. E3 ligase RNF167 and deubiquitinase STAMBPL1 modulate mTOR and cancer progression[J]. Molecular cell, 2022.(IF 14.5)
? Chen Y G, Li D S, Ling Y, et al. A cryptic plant terpene cyclase producing unconventional 18‐and 14‐membered macrocyclic C25 and C20 terpenoids with immunosuppressive activity[J]. Angewandte Chemie, 2021.(IF 16.1)
