牛津大学领导的一项新研究表明，人类对作物的驯化可以改变与植物相关的微生物群落。有趣的是，独立驯化事件被发现对植物微生物组有类似的影响。研究结果发表在今天的《当代生物学》杂志上。
首席研究员Riccardo Soldan博士(牛津大学生物系)说:“我们的研究提供了证据，无论驯化发生在哪里以及如何发生，驯化的植物都有微生物群落，将它们与野生植物区分开来。
“这些知识很重要，因为如果我们知道某种驯化作物物种与特定的微生物一直相关，有一天我们可能能够设计这些群落，为宿主植物带来积极的影响。”
由于微生物可以对寄主植物产生许多有益的影响，例如促进生长、耐受性和抗旱性或抗病性，这些发现最终可能有助于为基于微生物的方法提供信息，以提高作物产量和粮食安全。
例如，该研究小组之前的工作表明，驯化可能降低了作物吸收增强抗病能力的微生物的能力。
在这项新研究中，研究人员分析了与两种已知在中美洲和南美洲被多次独立驯化的作物相关的微生物群落:Phaseolus vulgaris(普通豆)和Phaseolus lunatus(利马豆)。这意味着他们对一个持续数千年的事件进行了一系列的复制。
由于研究人员想要了解微生物组的任何变化是否与人类在驯化过程中选择的植物性状有关，他们将重点放在了与种子相关的微生物上。
在豆类等种子作物中，种子在驯化过程中发生了重大变化。例如，驯化的豆类种子比其野生亲缘种大得多，并且具有不同的矿物质含量(与种子质量和烹饪性能的改善有关)。
利用统计和机器学习方法，研究人员发现，与野生和驯化植物的豆类相关的微生物群落组成存在显著差异。
此外，这些微生物群丰度和组成的变化与多个驯化事件中种子矿物质含量的变化相关。特别是，驯化的凡草种子中钙浓度的降低与微生物组组成的变化有显著的相关性，这可能是为了改善烹饪性能而选择的结果。
首席研究员盖尔·普雷斯顿教授(牛津大学生物系)评论说:“我们的研究结果提供了证据，证明独立驯化植物微生物群落的相似性可以部分解释为驯化植物具有密切匹配的植物性状。
“在这种情况下，在美洲两个不同地区选择更大更好的种子的独立驯化过程以类似的方式塑造了种子微生物群。了解在野生和驯化植物中形成微生物群落的因素，可以为修改驯化作物微生物群的组成提供令人兴奋的机会，以增加恢复力和提高生产力。”
在未来的工作中，研究小组打算研究驯化对其他植物性状和更广泛的作物物种的影响。一个关键的问题是，野生物种中是否存在有益的性状，可以招募多种促进健康的微生物群，并将其重新引入驯化作物。
