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　　有益植物-微生物关联（BMAs）为降低对合成投入品的依赖提供了宝贵机遇。然而，传统育种极少靶向增强有益互作的性状，且常规农业实践常破坏土壤健康与微生物多样性。研究人员提出一个框架，将靶向促进BMA的性状育种与富集BMA的土壤管理实践相结合。该方法将先进育种技术

　　有益植物-微生物关联（BMAs）为降低对合成投入品的依赖提供了宝贵机遇。然而，传统育种极少靶向增强有益互作的性状，且常规农业实践常破坏土壤健康与微生物多样性。研究人员提出一个框架，将靶向促进BMA的性状育种与富集BMA的土壤管理实践相结合。该方法将先进育种技术与微生物精准生产与接种策略相整合。强化这些互补的以植物和以微生物为中心的途径，并推动农民采纳，可培育更具恢复力与生产力的农业系统，减少对农药和化肥的依赖。

　　当今农业在快速变化世界中面临满足粮食增长需求的重大挑战。自农业革命以来，高产品种、抗病栽培种、合成肥料与农药的集约化投入虽提升产量，却以长期土壤健康退化和农药残留累积为代价。土壤是陆地生物多样性最高的生境，其中有益植物-微生物关联（beneficial plant–microbe associations, BMAs）可通过改善养分获取、促进生长及增强对非生物与生物胁迫的抗性显著提升植物性能。丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi, AMF）可与约三分之二陆生植物形成互利共生，固氮根瘤菌（Rhizobia）为豆科提供生物固氮，植物促生细菌/真菌/原生生物（plant growth-promoting bacteria/fungi/protists, PGPB/PGPF/PGPP）亦广泛存在。但集约化农田中本土有益微生物丰度与功能常受损。传统育种聚焦产量、抗性育和高肥下性状，导致作物在驯化中丢失了招募有益微生物的根系架构与分泌能力（如M基因相关通路）。因此，亟需从植物遗传选择与微生物群落调控双侧切入，构建可持续农业新范式。该研究发表于《Nature Communications》，旨在弥合BMA机制研究与田间应用间的鸿沟。

　　研究人员综合文献计量与概念框架法，整合植物遗传学（传统育种与新型育种技术NBT如CRISPR-Cas9）、根系分泌物化学分析、土壤管理元数据、微生物 consortium 设计与田间接种试验、土壤健康指数建模及预测模型（含机器学习）等多学科证据。样本队列来源于已发表的田间与温室研究（涵盖玉米、小麦、水稻、豆科等作物及欧洲与全球多地农业土壤），未涉及新试剂构建步骤，重点在概念集成与跨研究结论浓缩。

　　传统育种程序可增强微生物关联：研究人员指出根系架构性状与M基因（microbiome genes）调控根际组装，现代品种因高肥选育丢失互利能力；经典育种可从野生基因型回引促BMA位点，但需权衡碳分配与高产矛盾。

　　新型育种技术增强有益关联：NBT通过编辑木质素前体、MYB72依赖香豆素、strigolactone（SL）、flavonoids、benzoxazinoids等信号通路改变根系分泌物谱；根直径、根毛、磷酸/铵转运体及SWEET糖转运体等分子结构性状可被靶向。CRISPR-Cas9精准修饰招募信号，在温室有效但缺大田验证。

　　改善有益微生物关联的栽培管理：有机管理、覆盖作物、轮作（尤其豆科与菌根宿主）、减耕/免耕可提升BMA丰度与网络复杂度；管理效果在低土壤健康时更强。

　　高效微生物操控新技术：从单菌株转向microbial consortia（合成群落），强调本土菌株优于外来商业接种剂；种子包衣、颗粒、液体、biAG九游会官方平台ochar载体降低成本；需质量标准与法规完善。

　　不同土壤健康下的BMA增强：基于土壤健康指数，接种在低健康土壤增益最大，传统育种促BMA性状在健康土壤才显正效，NBT斜率更陡；植物-土壤双路径在低健康下互补协同。

　　双生物工程BMA田间示例：AMF-SL轴（玉米SL通路突变改配比吸引AMF并抑Striga）；Rhizobia-flavonoid轴（黄酮外排选兼容根瘤菌）；benzoxazinoids吸引PGPB并留茬效应；biological nitrification inhibition（BNI）根系泌出缓铵转硝持氮。

　　未来研究与实践框架：构建作物专一BMA预测模型（如AMF接种响应由土传病原预测80%变异），融入AI/机器学习；挖掘小肽（SPPs）、细胞外囊泡（EVs）、跨界RNAi等新信号；深化地下碳分配（SWEET、淀粉代谢）与叶围（phyllosphere）M基因；社会政治接受度上，美瑞消费者对NBT态度分化，农民采纳受可靠性、经济与环境收益及规范影响。

　　研究人员讨论认为，促进BMA需植物中心与微生物中心途径协同，且在土壤健康梯度下策略效力各异：低健康土壤优先管理+接种，高健康土壤优先NBT+传统育种选系。双生态工程框架将根系信号化学、根构型遗传学、consortia接种与减耕覆盖等管理耦合，可减投稳产。未来须补大田NBT验证、建作物专一预测模型、透明化接种剂质控、并同步研究农民与公民接受度。结论为：结合BMA导向育种与BMA富集土壤管理的双重生态工程，经精准生产与接种技术落地，能系统性恢复土壤多功能性与作物恢复力，是减少农药化肥依赖的可扩展路径；其成败不仅取决于植物与微生物科学，也取决于社会经济与政策接受度。