今年1篇Science,2篇NBT,2篇MP,1篇PNAS等11篇文章，遗传发育所白洋组在植物微生物组取得系列进展！

2019年白洋组共发表文章11篇文章，分别发表于Science，Nature Biotechnology (x2)，Molecular Plant (x2)，PNAS，Current Opinion in Microbiology，Science China Life Sciences、Plant Communications、中国科学生命科学和遗传共9种杂志。

下面是对每篇文章的简要介绍

Science：拟南芥根系三萜化合物塑造特异的微生物组

2019年5月10日，中科院遗传发育所白洋组与英国John Inner Centre的Anne Osbourn组合作，在拟南芥代谢物调控根系微生物组领域取得重大突破，该研究揭示了拟南芥三萜类化合物对根系微生物组的调控规律，该研究为利用植物天然化合物促进根系益生菌在绿色农业中的应用提供了理论依据。成果以Article形式在线发表于Science杂志，海南大学罗杰教授对本工作的意义进行点评。详细报导请点击下方链接：

• 专家点评Science：中英合作揭示拟南芥三萜化合物特异调控根系微生物组

拟南芥生物合成基因簇衍生的三萜类代谢产物动态调控根系微生物组

全文解读详见：

• Science：拟南芥三萜化合物特异调控根系微生物组

Bulletin of the Chinese Academy of Sciences(中国科学院院刊英文版)也配发评论性文章。

详见：http://english.cas.cn/bcas/201902/201911/P020191101567726251720.pdf

NBT封面：水稻NRT1.1B基因调控根系微生物组参与氮利用

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41587-019-0104-4

2019年6月Nature Biotechnology杂志封面

中国科学院遗传与发育生物学研究所白洋课题组与储成才课题组合作，通过比较田间生长的68个籼稻和27个粳稻品种，发现籼稻和粳稻形成了截然不同的根系微生物组。籼稻根系微生物组的多样性明显高于粳稻，根系微生物组的特征可以作为区分籼粳稻的生物标志。有意思的是，籼稻根系比粳稻富集更多与氮循环相关的微生物种类，从而具有更加活跃的氮转化环境，这可能是导致籼稻氮肥利用效率高于粳稻的重要原因之一。通过遗传学实验，发现NRT1.1B的缺失和自然变异显著影响水稻根系微生物组，而这些微生物大部分具有与氮循环相关的功能。因此，水稻通过NRT1.1B调控根系具有氮转化能力的微生物，从而改变根际微环境，影响籼梗稻田间氮肥利用效率。

籼稻和粳稻富集了不同的根系微生物组，这些微生物与水稻氮肥利用效率有关

植物学报在4月29日晚11点文章上线同时配发了王二涛研究员对此工作的点评

• ·热点评· 根际微生物促进水稻氮利用的机制

全文的详细解读见下文：

• NBT封面：水稻NRT1.1B基因调控根系微生物组参与氮利用

NBT：微生物组分析流程QIIME 2

QIIME是微生物组领域最广泛使用的扩增子数据分析流程(截止2019年12月25日，Google Scholar统计引用18,002次)，随着近年来测序通量的提高和超大规模研究的开展，其软件架构己法满足未来微生物组大数据和可重复分析的要求。为满足大数据和可重复分析的需求，由QIIME项目第一作者Gregory Caporaso教授领衔于2016年开始编写全新的微生物组分析平台——QIIME 2，获得了来自全球10个国家100多位作者的参与，白洋课题组作为中国唯一单位参此项目，初步成果于2019年7月24日正式发表于Nature Biotechnology杂志。

全文的详细解读见下文：

• NBT：QIIME 2可重复、交互和扩展的微生物组数据分析平台

翻译和录制的软件中文教程及视频：

• 1简介和安装Introduction&Install
• 2插件工作流程概述Workflow
• 3老司机上路指南Experienced
• 4人体各部位微生物组分析Moving Pictures
• Genome Biology：人体各部位微生物组时间序列分析
• ANCOM：找出微生物群落中的差异物种
• 5粪菌移植分析练习FMT
• Microbiome：粪菌移植改善自闭症
• 6沙漠土壤分析Atacama soil
• mSystems：干旱对土壤微生物组的影响
• 7帕金森小鼠教程Parkinson’s Mouse
• Cell：肠道菌群促进帕金森发生ParkinsonDisease
• 8差异丰度分析gneiss
• 9数据导入Importing data
• 10数据导出Exporting data
• 11元数据Metadata
• 12数据筛选Filtering data
• 13训练特征分类器Training feature classifiers
• 14数据评估和质控Evaluating and controlling
• 15样品分类和回归q2-sample-classifier
• 16纵向和成对样本比较q2-longitudinal
• 17鉴定和过滤嵌合体序列q2-vsearch
• 18序列双端合并read-joining
• 19使用q2-vsearch聚类OTUs
• 20命令行界面q2cli
• 21图形界面q2studio
• 22Python命令行模式

MP：微生物跨界平衡维持植物健康

白洋研究员和山东大学丁兆军研究员受Molecular Plant杂志邀请撰写评述文章《Contribution of Microbial Inter-kingdom Balance to Plant Health》

根部细菌共生物保护植物免受土生丝状真核生物的侵害

全文解读：

• Molecular Plant：微生物跨界平衡维持植物健康

Cell相关文献全文解读：

• Cell ：根部微生物跨界的互作促进拟南芥生存

MP：植物微生物组国际交叉学科研讨会：微生物组与植物健康

由华中农大副校长严建兵和德国科隆大学Marcel Bucher教授共同发起，谢卡斌、郭亮教授，白洋、刘文德研究员共同组织的中德植物微生物组交叉学科研讨会。关于此次会议的详细内容，详见原文

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S167420521830340X

PNAS：植物香豆素塑造拟南芥合成根系微生物组

白洋研究员与斯坦福大学Sattely教授课题组合作，揭示植物香豆素塑造拟南芥合成根系微生物组中的作用。

文献解读：

• PNAS：植物香豆素塑造拟南芥合成根系微生物组的组成

Plant Com: 定量检测宿主微生物组的HA-QAP技术

2019年9月17日，Plant Communications 在线发表了中科院遗传与发育生物学研究所白洋研究组和傅向东研究组合作完成的题为Host-Associated Quantitative Abundance Profiling Reveals the Microbial Load Variation of Root Microbiome 的研究论文，报道了一种定量检测宿主微生物组的新技术方法。

定量检测宿主微生物组的新技术原理图

新闻稿:

• Plant Com: 定量检测宿主微生物组的HA-QAP技术

COM：综述重组菌群体系在根系微生物组研究中应用

微生物学权威杂志《Current Opinion in Microbiology》杂志发起的Environmental Microbiology专题，特邀植物微生物组领域的14个团队系统总结植物微生物组在干旱、免疫、进化和研究方法等方面(14个主题见下文)的最新进展和末来的研究方向。

白洋课题组应邀发表了根系微生物组研究中合成菌群体系的综述文章Reductionist synthetic community approaches in root microbiome research。总结了合成菌群体系在植物根系微生物组功能研究中的应用。主要包括：一、分离培养根系微生物组菌种资源；二、比较主流植物无菌种植研究体系的优缺点；三、合成菌群体系在根系微生物组研究中应用的经典案例（重现自然土壤的实验结果，研究根系微生物组的功能，研究微生物与微生物之间的关系）。文章也指出当前研究方法的不足，展望了未来需要解决的问题。

合成群落工作流程

全文的详细解读见下文：

• COM：重组菌群体系在根系微生物组研究中应用

遗传：综述微生物组数据分析方法与应用

遗传发育所庆祝建所60周年，特邀白洋组撰写微生物组数据分析方法与应用《微生物组数据分析方法与应用》。发表仅3个多月，阅读和下载双双突破2千多次，成为该杂志近三年来阅读和下载量最高的文章。

微生物组研究方法概述

原文链接：http://www.chinagene.cn/CN/10.16288/j.yczz.19-222

全文阅读：

• 遗传：微生物组数据分析方法与应用

SCLS：拟南芥二半萜类化合物调控根系微生物组

2019年5月10日关于王国栋组和白洋组二半萜化合物对微生物组调控的文章发表于《中国科学》，中国科学院遗传与发育生物学研究所王国栋课题组在前期的研究中，首先功能鉴定十字花科保守的二半萜生物合成基因簇（GFPPS-TPS-P450）（图1A）。同时发现拟南芥（Arabidopsis thaliana）中新进化获得的两类二半萜化合物的生物合成能力（图1B中TPS25的产物为Compound3和TPS30的产物为Compound 4，结构上两种化合物都具有五环二半萜骨架），而且这两种化合物特异性地在根部积累。通过与白洋课题组合作，比较自然土中生长的野生型（Col-0）和不同的TPS25、TPS30突变体的根系微生物组，发现野生型和TPS25、TPS30突变体形成了显著不同的根系微生物组。有意思的是，tps25和tps30单突变体根系微生物组的变化具有比较大程度的交叉，暗示植物利用次生代谢物调控根系微生物组成可能存在构效关系，即结构类似的化合物具有类似的调控微生物组成功能（图1C）。植物次生代谢物尽管结构繁多，但大体可以分为含氮有机物、萜类化合物和酚类化合物等几大类；本研究也为深入研究植物如何利用自身特异的代谢物来调控根系微生物的组成奠定基础。

TPS25和TPS30缺失功能突变体对微生物组有相似的影响

新闻稿：

• 中国科学：中科院遗传发育所揭示拟南芥二半萜对根系微生物组的调控机制

全文解读：

• SCLS：拟南芥二半萜类化合物调控根系微生物组

中国科学评论：玉米可利用气生根进行高效生物固氮

白洋研究员受中国科学杂志社邀请，为近期发表在PLOS Biology上关于固氮玉米的成果进行专题亮点评述。该评述于2019年1月正式发表于中国科学：生命科学（SCIENTIA SINICA Vitae）杂志。

• 中国科学：玉米可利用气生根进行高效生物固氮

被评论PLOS Biology的原文解读：

• PB: 发现一种固氮玉米

Reference

http://bailab.genetics.ac.cn/publication.html

Yong-Xin Liu, Yuan Qin & Yang Bai. Reductionist synthetic community approaches in root microbiome research. Current Opinion in Microbiology. 2019, 49: 97-102. doi:https://doi.org/10.1016/j.mib.2019.10.010
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Xiaoxuan Guo#, Xiaoning Zhang#, Yuan Qin#, Yong-Xin Liu, Jingying Zhang, Na Zhang, Kun Wu, Baoyuan Qu, Zishan He, Xin Wang, Xinjian Zhang, Stéphane Hacquard, Xiangdong Fu & Yang Bai. Host-Associated Quantitative Abundance Profiling Reveals the Microbial Load Variation of Root Microbiome. Plant Communications. 2019. doi:10.1016/j.xplc.2019.100003
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刘永鑫, 秦媛, 郭晓璇 & 白洋*. 微生物组数据分析方法与应用. 遗传. 2019, 41: 845-826. doi:10.16288/j.yczz.19-222
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Evan Bolyen, Jai Ram Rideout, Matthew R. Dillon, Nicholas A. Bokulich, Christian C. Abnet, Gabriel A. Al-Ghalith, Harriet Alexander, Eric J. Alm, Manimozhiyan Arumugam, Francesco Asnicar, Yang Bai, Jordan E. Bisanz, Kyle Bittinger, Asker Brejnrod, Colin J. Brislawn, C. Titus Brown, Benjamin J. Callahan, Andrés Mauricio Caraballo-Rodríguez, John Chase, Emily K. Cope, Ricardo Da Silva, Christian Diener, Pieter C. Dorrestein, Gavin M. Douglas, Daniel M. Durall, Claire Duvallet, Christian F. Edwardson, Madeleine Ernst, Mehrbod Estaki, Jennifer Fouquier, Julia M. Gauglitz, Sean M. Gibbons, Deanna L. Gibson, Antonio Gonzalez, Kestrel Gorlick, Jiarong Guo, Benjamin Hillmann, Susan Holmes, Hannes Holste, Curtis Huttenhower, Gavin A. Huttley, Stefan Janssen, Alan K. Jarmusch, Lingjing Jiang, Benjamin D. Kaehler, Kyo Bin Kang, Christopher R. Keefe, Paul Keim, Scott T. Kelley, Dan Knights, Irina Koester, Tomasz Kosciolek, Jorden Kreps, Morgan G. I. Langille, Joslynn Lee, Ruth Ley, Yong-Xin Liu, Erikka Loftfield, Catherine Lozupone, Massoud Maher, Clarisse Marotz, Bryan D. Martin, Daniel McDonald, Lauren J. McIver, Alexey V. Melnik, Jessica L. Metcalf, Sydney C. Morgan, Jamie T. Morton, Ahmad Turan Naimey, Jose A. Navas-Molina, Louis Felix Nothias, Stephanie B. Orchanian, Talima Pearson, Samuel L. Peoples, Daniel Petras, Mary Lai Preuss, Elmar Pruesse, Lasse Buur Rasmussen, Adam Rivers, Michael S. Robeson, Patrick Rosenthal, Nicola Segata, Michael Shaffer, Arron Shiffer, Rashmi Sinha, Se Jin Song, John R. Spear, Austin D. Swafford, Luke R. Thompson, Pedro J. Torres, Pauline Trinh, Anupriya Tripathi, Peter J. Turnbaugh, Sabah Ul-Hasan, Justin J. J. van der Hooft, Fernando Vargas, Yoshiki Vázquez-Baeza, Emily Vogtmann, Max von Hippel, William Walters, Yunhu Wan, Mingxun Wang, Jonathan Warren, Kyle C. Weber, Charles H. D. Williamson, Amy D. Willis, Zhenjiang Zech Xu, Jesse R. Zaneveld, Yilong Zhang, Qiyun Zhu, Rob Knight & J. Gregory Caporaso. Reproducible, interactive, scalable and extensible microbiome data science using QIIME 2. Nature Biotechnology. 2019, 37: 852-857. doi:10.1038/s41587-019-0209-9
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• Highlighted in Bulletin of the Chinese Academy of Sciences, No.2, 2019
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Jingying Zhang#, Yong-Xin Liu#, Na Zhang#, Bin Hu#, Tao Jin#, Haoran Xu, Yuan Qin, Pengxu Yan, Xiaoning Zhang, Xiaoxuan Guo, Jing Hui, Shouyun Cao, Xin Wang, Chao Wang, Hui Wang, Baoyuan Qu, Guangyi Fan, Lixing Yuan, Ruben Garrido-Oter, Chengcai Chu & Yang Bai. NRT1.1B is associated with root microbiota composition and nitrogen use in field-grown rice. Nature Biotechnology. 2019. doi:10.1038/s41587-019-0104-4
• Highlighted in Chinese Bulletin of Botany(植物学报), 2019，54(3):285-287
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Qingwen Chen#, Ting Jiang#, Yong-Xin Liu, Haili Liu, Tao Zhao, Zhixi Liu, Xiaochao Gan, Asis Hallab, Xuemei Wang, Juan He, Yihua Ma, Fengxia Zhang, Tao Jin, M.Eric Schranz, Yong Wang, Yang Bai & Guodong Wang. Recently Duplicated Sesterterpene (C25) Gene Clusters in Arabidopsis thaliana Modulate Root Microbiota. Science China Life Sciences. 2019. doi:10.1007/s11427-019-9521-2
• Highlighted in Science China Life Sciences(中国科学生命科学英文版), 2019，54(3):285-287
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Chunlei Zhang, Youming Zhang, Zhaojun Ding & Yang Bai. Contribution of Microbial Inter-kingdom Balance to Plant Health. Molecular Plant. 2019, 12: 148-149. doi:10.1016/j.molp.2019.01.016
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Kabin Xie, Liang Guo, Yang Bai, Wende Liu, Jianbing Yan & Marcel Bucher. Microbiomics and Plant Health: An Interdisciplinary and International Workshop on the Plant Microbiome. Molecular Plant. 2019, 12: 1-3. doi:10.1016/j.molp.2018.11.004
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王超 & 白洋*. 玉米可利用气生根进行高效生物固氮. 中国科学生命科学. 2019, 49: 89-90. doi:10.1360/N052018-00215
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