近日，广西热作所科研人员在国际期刊《Scientific Reports》发表题为“Rhizosphere Microbiome Dynamics and Hormonal Interactions Regulating Tiller Development in Sugarcane Cultivars”的研究论文（中科院三区，影响因子3.9）。研究围绕不同分蘖能力甘蔗品种，系统解析了根际微生物群落、植物营养状态与内源激素之间的协同作用关系，揭示了甘蔗分蘖形成的系统调控机制。 

图1 论文信息

甘蔗是我国重要的糖料作物之一，分蘖能力直接影响有效茎数形成和最终产量。然而，甘蔗分蘖并非由单一因子决定，其背后涉及根际微生物群落结构、养分获取能力以及激素信号平衡等多层次生物学过程。此前，关于根际微生物动态、植物营养状况与激素信号如何协同调控甘蔗分蘖的机制仍缺乏系统认识。

本研究以分蘖能力存在显著差异的甘蔗品种为材料，综合开展根际微生物组、内源激素和营养元素分析。结果表明，高分蘖品种的根际具有更高的微生物多样性和更复杂的共现网络结构，富集了与氮固定、磷活化和生长素生物合成相关的功能类群；相比之下，低分蘖品种的根际微生物群落结构相对简化，更偏向氧化胁迫响应和重金属解毒等应激适应功能。

研究进一步发现，高分蘖甘蔗品种在分蘖芽中维持了更高水平的生长促进型激素，尤其是生长素（IAA）和活性细胞分裂素，同时具有较高的氮、磷含量，有利于腋芽激活和分蘖发生；而低分蘖品种则积累了较高水平的脱落酸（ABA）和失活型细胞分裂素缀合物，并伴随锌、锰等微量元素升高，表现出更明显的胁迫适应特征。

图2 甘蔗品种分蘖能力差异的根际微生物群落比较分析图

在此基础上，研究整合根际微生物、营养元素和激素数据，揭示了不同基因型甘蔗中根际微生物群落与植物生理状态之间存在显著的反馈耦联关系。研究表明，甘蔗分蘖能力的形成并非单一性状驱动，而是根际微生物网络结构、养分状态和激素信号共同作用的结果。该研究为从“微生物组调控”角度优化甘蔗分蘖和提升产量提供了新的理论依据，也为构建养分、激素和微生物协同管理策略提供了科学（理论）支撑。

广西热作所陆覃昱，陈仕淼为共同第一作者，通讯作者为广西农业科学院副院长陈振东研究员。该研究得到国家自然科学基金项目、广西自然科学基金项目和广西科技重大专项等项目资助。

热作所  陈仕淼供稿/供图
一审一校：单   彬

二审二校：刘思朝

三审三校：覃剑峰