文章信息
文章题目：Root microbiota regulates tiller number in rice
期刊：Cell
发表时间：2025年4月22日
主要内容：中国科学院遗传与发育生物学研究所白洋研究员（现任北京大学研究员）、崖州湾国家实验室/中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋院士、华南农业大学储成才教授、南方科技大学黄安诚研究员、中山大学肿瘤防治中心高嵩研究员带领的五个顶尖科研团队联合攻关在Cell发表了题为“Root microbiota regulates tiller number in rice”的重磅研究成果。该研究通过整合微生物组学、分子生物学、作物遗传学、天然产物化学及结构生物学等技术，首次系统揭示了根际微生物组调控水稻分蘖的功能与分子机制，成为植物-根际微生物互作研究的范例。
原文链接：http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00351-4
使用TransGen产品：
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
水稻根际微生物组作为植物的"第二基因组"，对作物生长发育和健康维持起着至关重要的作用。作为全球重要的经济作物，水稻的产量水平直接关系到粮食安全保障，其中分蘖数作为关键产量构成要素，受到遗传背景和环境因素的双重调控。然而，关于根际微生物群落是否参与调控水稻分蘖形成及其潜在分子机制这一科学问题，长期以来尚未得到明确解答。该问题的阐明不仅具有重要理论价值，还将为微生物肥料开发和作物生态化高产栽培提供突破性技术路径。
文章概述
本研究系统揭示了根际微生物组调控水稻分蘖的关键作用及分子机制。基于对182个水稻品种的大规模田间实验和基因组关联分析，发现根际微生物组对分蘖数变异具有显著的解释力（28.2%），且根际微生物组与基因型的互作效应占基因型总解释量的79.9%。通过微生物群落特征与分蘖表型的线性回归分析，研究人员发现根际微生物的α多样性（shannon index）和β多样性（PCo1）均与水稻分蘖数存在显著关联，并鉴定出7个促分蘖菌属和5个抑分蘖菌属。研究团队选择分蘖相关属的关键菌株在实验室和田间环境下进行功能验证。结果显示，Roseateles R780和Piscinibacter R1801显著促进分蘖，而Exiguobacterium R2567, Burkholderia R2488和Pleomorphomonas R1405则显著抑制分蘖。深入的菌株功能验证揭示，这些微生物通过独脚金内酯（SL）信号通路发挥调控作用：促生菌Roseateles R780依赖完整的SL合成和信号转导途径，而抑生菌Exiguobacterium R2567则主要通过干扰SL信号转导发挥作用。尤为重要的是，研究团队成功从Exiguobacterium R2567中分离鉴定了关键效应分子cyclo(Leu-Pro)，可以促进OsD53蛋白降解，从而抑制水稻分蘖。通过解析OsD14-cylco(Leu-Pro)复合物的高分辨率晶体结构，并结合通过MST、BLI、YLG等分子互作实验，揭示了cyclo(Leu-Pro)与OsD14的作用细节，及其与SL功能类似物rac-GR24在结合方式上的高度相似性。遗传证据表明，在突变体d14上cyclo(Leu-Pro)丧失了调控OsD53蛋白含量和水稻分蘖的作用。综上所述，cyclo(Leu-Pro)可以模拟SL功能，直接结合SL受体OsD14并激活SL信号，抑制水稻分蘖。这一发现颠覆了内源植物激素SL调控分蘖的传统认知，证明微生物代谢物同样可以精准操纵水稻分蘖过程。
微生物环二肽信号分子介导的水稻分蘖调控机制示意图
意昂3产品支撑
优质的试剂是科学研究的利器。意昂3的TransScript® II一步法去除gDNA及第一链cDNA试剂(AH311)、染料法荧光定量PCR预混液(AQ601)和BL21(DE3)感受态细胞 (CD601) 助力本研究。产品自上市以来，深受客户青睐，多次荣登知名期刊，助力科学研究。
TransScript® II One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix (AH311)
本产品以RNA为模板，在同一反应体系中，合成第一链cDNA的同时去除RNA模板中残留的基因组DNA。反应结束后，只需在85℃加热5秒钟，即可同时失活TranScript® RT/RI与gDNA Remover。
产品特点
• 高热稳定性：反应温度42℃-55℃。
• 在同一反应体系中，同时完成反转录与基因组DNA的去除，操作简便，降低污染机率。
• 产物用于qPCR：反转录15分钟；产物用于PCR：反转录30分钟。
• 反应结束后，同时热失活RT/RI与gDNA Remover。
• 合成片段≤15 kb。
PerfectStart® Green qPCR SuperMix (AQ601)
本产品包含PerfectStart® Taq热启动酶、优化的双阳离子缓冲液、SYBR Green I 荧光染料、dNTPs、PCR增强剂、PCR稳定剂。本产品浓度为2×，使用时只需加入模板、引物、Universal Passive Reference Dye和水，使其工作浓度为1×，即可进行反应。
产品特点
• 3种抗体封闭，特异性高，灵敏度高，扩增效率强，适用物种范围广。
• 双阳离子缓冲液，增强特异性，减少引物二聚体形成，数据准确。
• 配有适用于不同机型的Passive Reference Dye(调整PCR加样误差引起的管间差异)，数据准确。
BL21(DE3) Chemically Competent Cell (CD601)
本产品经特殊工艺制作，可用于DNA的化学转化。使用pUC19质粒DNA检测，转化效率高达107 cfu/μg DNA。使用Control Plasmid I (Amp+)用于检测细胞是否具有表达功能，表达蛋白大小为25 kDa。
产品特点
• 该菌株用于T7 RNA聚合酶为表达系统的高效外源基因的蛋白表达宿主，T7噬菌体RNA聚合酶基因的表达受控于λ噬菌体DE3区的lacUV5启动子，该区整合于BL21的染色体上。
• 该菌株适合于非毒性蛋白的表达。
意昂3的产品再度亮相Cell期刊，不仅是对意昂3产品卓越品质与雄厚实力的有力见证，更是生动展现了意昂3长期秉持的“品质高于一切，精品服务客户”核心理念。一直以来，意昂3凭借对品质的执着追求和对创新的不懈探索，其产品已成为众多科研工作者信赖的得力助手。展望未来，我们将持续推出更多优质产品，期望携手更多科研领域的杰出人才，共同攀登科学高峰，书写科研创新的辉煌篇章。
使用TransScript® II One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix (AH311）产品发表的部分文章：
• 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)产品发表的部分文章：
• 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)产品发表的部分文章：
• 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)
