大豆“癥青”病害（Soybean stay-green syndrome, SGS）是指感病大豆在正常成熟時，植株仍然葉綠枝青，同時出現莢而不實或籽粒癟爛的現象。“癥青”嚴重影響大豆的品質和產量，造成大豆減產20%-80%，特別嚴重的地塊甚至顆粒無收。近年來，大豆“癥青”在我國大面積爆發流行，已成為黃淮海夏大豆生產上的“癌癥”。然而，引發大豆“癥青”的原因一直備受爭議，推測的可能原因包括蟲害（如點蜂緣蝽取食）、營養元素（如硼元素）缺乏及氣候問題（如高溫干旱）等。近日，中國科學院分子植物科學卓越創新中心研究員王二濤團隊以Whole plant microbiome profiling reveals a novel geminivirus associated with soybean stay-green disease為題在Plant Biotechnology Journal上在線發表研究，利用多組學高通量測序解析了大豆“癥青”發生相關的細菌、真菌和病毒微生物組，發現“癥青”的發生與一種新型雙生病毒的侵染緊密相關，同時發現“癥青”發生伴隨著大豆籽粒微生物組豐度的升高和細菌菌群穩態的失衡。   　　研究人員利用轉錄組和小RNA測序解析了大豆“癥青”相關的病毒微生物組，并在大豆“癥青”樣品中鑒定出了一種新型的重組雙生病毒——大豆“癥青”綜合征相關病毒（SbSGSV），該病毒不屬于已知的14個發表的雙生病毒屬，推測其可能由雙生病毒科的不同屬的病毒發生重組產生（圖1a-d）。研究人員進一步通過對該病毒進行普查，發現其在不同品種、采樣地點和年份的“癥青”大豆籽粒中都被檢測到，但存在一定程度的變異（圖1e-g），表明該雙生病毒是令大豆“癥青”發生的“真兇”。該結果與近期發表在Molecular Plant上的題為A new distinct geminivirus causes soybean stay-green disease的研究相互印證，表明大豆“癥青”病害的致病重要原因是由一種新型的重組病毒導致的。   　　為了破解大豆“癥青”的病因，除上述工作外，研究人員還解析了“癥青”關聯的大豆各個組織（包括根際、根、莖、葉、豆莢和籽粒）相關的細菌和真菌微生物組，發現與正常籽粒相比，“癥青”籽粒的細菌及真菌豐度顯著增加，細菌多樣性顯著降低（圖2a，b）。研究還發現“癥青”籽粒的細菌菌群穩態失調，主要表現為革蘭氏陽性細菌（放線菌門和厚壁菌門）的豐度顯著降低，而革蘭氏陰性細菌（變形菌門和擬桿菌門）的豐度顯著升高（圖2c，d，f，g），但導致菌群穩態失衡的細菌種屬在不同大豆品種中完全不一致（圖2e，h），表明其菌群穩態失衡可能是大豆“癥青”發生的并發現象。研究人員進一步通過對小麥多種病害樣本相關的微生物組分析也發現菌群穩態在植物病害中的重要作用（圖2f）。基于這些研究結果，該研究提出菌群豐度增高和穩態失衡是植物病害發生的普遍性現象。   　　該研究通過多組學聯動將微生物菌群失調和雙生病毒侵染與大豆“癥青”發生建立關聯，為農作物病原的快速鑒定提供了范例，為大豆“癥青”的防治提供了重要的理論基礎。   　　該研究得到了中國博士后基金、國家自然科學基金等項目的資助。