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全球粮食不安全问题日益严峻，研究人员开展了利用微生物促进可持续农业的研究。发现微生物可助力作物生长、抵御病虫害，开发微生物产品、预测作物生长等策略有重要意义，为解决粮食安全问题提供新途径。
在当今世界，粮食安全问题如同高悬的达摩克利斯之剑，时刻威胁着人类的生存与发展。2025 年，距离联合国通过可持续发展目标（SDGs）已过去近 10 年，其中 “零饥饿”（goal 2）目标至关重要。然而现实却令人担忧，2023 年 SDG 报告显示，众多与 “零饥饿” 相关的目标并未达成，全球仍有相当比例的人口饱受饥饿与粮食不安全之苦。
粮食不安全问题受多种复杂因素交织影响。全球人口持续增长，现已超 80 亿，对粮食的需求与日俱增。同时，传染病爆发、冲突、抗菌和农用化学品耐药性、极端天气事件、气候变化以及生活成本危机等，都在不断冲击着粮食供应体系。在这样的背景下，如何实现可持续农业，保障粮食供应，成为了亟待解决的难题。而微生物，这个在微观世界里的 “小巨人”，或许藏着解决粮食安全问题的钥匙，尽管 SDGs 的 “零饥饿” 目标中未专门提及微生物，但它却有着巨大的潜力，能推动这一目标的实现，这也促使研究人员展开了深入研究。
研究人员针对利用微生物促进可持续农业展开了多方面研究，最终取得了一系列成果。这些成果对于缓解全球粮食不安全危机意义重大，为农业可持续发展提供了新的方向和方法，相关论文发表在《Nature Microbiology》上。
在研究过程中，研究人员运用了多种技术方法。其中，通过对作物微生物群落进行分析，了解微生物与作物的相互关系。还采用了微生物鉴定技术，识别出如 Aspergillus cvjetkovicii 等有益微生物。此外，利用时间分辨无人机成像结合种子土豆微生物组数据，预测作物生长潜力。
一、微生物对作物生长及防御的作用
研究发现，与作物及其周围土壤相关的微生物群落能发挥重要作用。它们可以促进植物生长，增强作物对不断变化的环境的适应能力，还能抵御病原体，像稻曲病（false smut）病原菌、土壤线虫和害虫等。例如，研究人员鉴定出真菌微生物群成员 Aspergillus cvjetkovicii，它与微生物信号分子 2,4 - 二叔丁基苯酚结合，能有效抵御水稻的细菌和真菌病原体，这表明二者结合可作为植物共生菌（synbiotic）使用。同时，研究还发现水稻穗微生物群可通过触发亮氨酸（leucine）生成，促进宿主抑制稻曲病，并且亮氨酸能与传统化学杀菌剂协同作用，降低化学杀菌剂的使用浓度，这对于应对日益严重的抗微生物耐药性（antimicrobial resistance）问题意义重大。
二、土壤微生物组相关研究
从肠道微生物组领域获得启发，有观点提出对土壤微生物组进行 “再野生化”，即利用祖先或原生土壤重新引入农业土壤中流失的微生物。不过，目前该方法在田间大规模应用的效果尚不明确。但研究人员发现，土壤微生物组指标，如致病真菌的丰度，可预测 86% 的植物生长对丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi）处理的反应变化。在本期研究中，Song 等人将土豆作物的时间分辨无人机成像与种薯的微生物组数据相结合，成功预测了下一季作物的活力和生长潜力。
综上所述，微生物在应对粮食不安全问题上展现出巨大潜力。通过开发具有广泛保护作用的微生物产品、优化基于微生物的作物生产策略等，有望为可持续农业发展提供有力支持。然而，目前仍面临诸多挑战，比如将研究成果转化为实际应用，确保大型农业和小农户都能从中受益。未来，需要研究、生物技术和农业领域建立有效合作，共同推动微生物在农业中的应用，为实现 “零饥饿” 目标贡献力量。
