摘要：近日，一项发表在国际顶尖期刊《International Society for Microbial Ecology Journal》（ISME J）的研究，首次通过实验证实：小麦种子中的泛菌属（Pantoea）内生菌能像 “家族遗产” 一样，从亲代植株传给子
近日，一项发表在国际顶尖期刊《International Society for Microbial Ecology Journal》（ISME J）的研究，首次通过实验证实：小麦种子中的泛菌属（Pantoea）内生菌能像 “家族遗产” 一样，从亲代植株传给子代，甚至连续传递多代。这项研究由西班牙塔布里亚大学、法国国家农业食品与环境研究院（INRAE）、德国莱布尼茨植物遗传与作物研究所（IPK）等多国科研团队联合完成，为破解植物与微生物的 “共生密码”、推动农业绿色发展提供了关键突破。
小麦种子内生菌的跨代传递
每株植物都不是 “孤军奋战”—— 它们体内住着一群叫 “内生菌” 的微生物，就像 “亲友团” 一样，帮植物吸收养分、抵抗病虫害、适应恶劣环境。其中，种子内生菌更是特殊：它们藏在种子里，理论上能跟着种子发芽长大，甚至传给下一代（即 “垂直传播”）。
但过去的研究一直有个 “痛点”：虽然科学家在多种植物种子里发现过内生菌，却大多是 “间接推测” 它们能跨代传递，没有直接实验证据 —— 毕竟，要排除土壤、空气等外界微生物的干扰，清晰追踪某一种菌的 “家族轨迹”，难度极大。
而小麦作为全球种植面积最广的粮食作物之一，它的 “种子微生物密码” 一旦解开，对保障粮食安全、减少化肥农药使用意义重大。
研究团队的核心疑问很明确：
全球不同品种的小麦种子里，有没有共有的 “核心内生菌”（不是随机出现的 “过客菌”）？这种核心菌能不能真的通过种子，从亲代传给子代，实现跨代垂直传播？传播过程有没有 “选择性”—— 比如只传给特定植物家族？为了排除土壤微生物的干扰，团队把消毒后的小麦种子放在无菌环境（无菌琼脂、营养液） 中萌发。7 天后检测发现：泛菌依然是幼苗根、茎中占比最高的菌（根中 45%、茎中 38%），证明它能从种子顺利 “转移” 到幼苗，不是依赖外界环境的 “临时菌”。
最关键的一步来了 —— 团队在田间种植小麦，连续追踪 3 代（G0→G1→G2），还给泛菌做了 “可视化标记”：用能产生蓝色物质的GUS 基因改造泛菌（就像给菌装了 “荧光灯”），然后接种到亲代小麦的花或种子上。
结果惊人：在子代小麦的种子、幼苗中，都能检测到蓝色的标记泛菌；甚至到了 G2 代，标记泛菌依然能在幼苗根部大量存活（每克组织约 1.25×10⁴个）。基因组测序还显示：3 代小麦中的泛菌基因相似度极高，只有 1 个碱基差异，证明它们确实是 “家族直系后代”，不是外界新入侵的菌。
未来可以筛选出能促进小麦生长、抗病虫害的泛菌菌株，直接接种到小麦种子中 —— 这样的种子发芽后，自带 “微生物助力”，能减少化肥、农药的使用。比如论文中提到，泛菌含有 “溶磷基因”（帮小麦吸收磷）、“生长素合成基因”（促进生长），之前已有研究证实，泛菌能让小麦发芽率提高 25%，产量增加。
玉米、水稻、燕麦等都是禾本科作物，或许也有类似的 “传家菌”。如果能借鉴小麦的研究方法，找到它们的核心内生菌，就能为整个禾本科粮食作物设计 “微生物肥料”，推动绿色农业规模化。
长期种同一种作物会导致土壤肥力下降、病虫害增多（连作障碍），而 “传家菌” 能帮助植物适应本土土壤，甚至改善土壤微生物环境，为解决连作问题提供新方案。
泛菌是怎么 “突破” 小麦的防御系统，精准进入种子的？具体分子机制是什么？不同泛菌菌株的功能有差异吗？能不能筛选出 “超级菌株”，同时抗干旱、抗蚜虫、促生长？小麦除了泛菌，还有没有其他 “传家菌”？它们之间是合作还是竞争关系？这场对小麦 “传家菌” 的研究，让我们重新认识了植物与微生物的关系 —— 微生物不是 “外来者”，而是植物 “进化伙伴”，甚至是可遗传的 “隐形基因”。随着更多 “菌植共生” 秘密的解锁，未来的农业或许不再是 “靠天吃饭”，而是 “靠菌助力”：种子自带好菌，土壤充满活力，粮食安全又环保。
来源：农科最前线一点号