科技日报 研究揭示玉米巧妙招募微生物助手

本站原创 2024-04-19 01:43:00

记者17日从中国获悉,该院农业资源与农业区划研究所植物营养团队发现,在养分不足的环境下,玉米根际的微生物群体会按照特定的功能需求进行组装,这一发现揭示了玉米与微生物之间的相互作用方式。相关成果日前发表在国际期刊《新植物学家》上。

根际微生物在作物健康中扮演着举足轻重的角色。然而,目前科学界对于不同养分条件的土壤中,根系与土壤相互作用时微生物群落的构建机制仍知之甚少。这制约了农业生产中根际微生物技术的进一步应用和推广。

论文通讯作者、中国农业资源与农业区划研究所研究员艾超告诉记者,该研究选择了中温带到带地区的三种土壤类型,在这些区域开展了超过29年的施肥试验,对种植的玉米植株的根际土壤和原土微生物群落进行了深入研究。

研究发现,根际微生物群落的构建主要受决定性过程的调控。在这个过程中,植物的选择性、环境类型以及施肥方式三者相互影响,共同决定了根际微生物群落的结构和功能特点。为了应对养分不足的环境,玉米能够从原土中吸收更多有助于提高养分利用率的根际细菌。

 

土壤和根际微生物组功能分布图谱

 

“这表明,宿主的选择性、土壤的类型以及施肥的处理方式等多个因素,共同影响了玉米根际微生物的结构和功能特性。比如,在长期缺乏施肥的情况下,为了应对养分不足的环境压力,玉米会从土壤中吸引更多参与重要养分循环(如碳、氮、磷)和嘌呤代谢的根际微生物,尤其是那些重要的固氮微生物。值得注意的是,玉米在不同的土壤类型中,会选择性招募不同类型但功能一致的微生物。”艾超表示。

这项研究为根际微生物群落的高效管理和利用奠定了理论基础。“根据我们的研究结果,玉米在选择与其根系接触的微生物时,更看重的是微生物所能提供的有益功能特性,而非特定的微生物种类。这意味着,玉米在选择‘合作伙伴’时,是以提升自身性能为出发点的。”艾超强调。

(中国供图)

(单位: 中国农业资源与农业区划研究所)

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