記者17日從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉,該院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所植物營養(yǎng)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),在養(yǎng)分不足的環(huán)境下,玉米根際的微生物群體會按照特定的功能需求進(jìn)行組裝,這一發(fā)現(xiàn)揭示了玉米與微生物之間的相互作用方式。相關(guān)成果日前發(fā)表在國際期刊《新植物學(xué)家》上。
根際微生物在作物健康中扮演著舉足輕重的角色。然而,目前科學(xué)界對于不同養(yǎng)分條件的土壤中,根系與土壤相互作用時(shí)微生物群落的構(gòu)建機(jī)制仍知之甚少。這制約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中根際微生物技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用和推廣。
論文通訊作者、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究員艾超告訴記者,該研究選擇了中溫帶到亞熱帶地區(qū)的三種土壤類型,在這些區(qū)域開展了超過29年的施肥試驗(yàn),對種植的玉米植株的根際土壤和原土微生物群落進(jìn)行了深入研究。
研究發(fā)現(xiàn),根際微生物群落的構(gòu)建主要受決定性過程的調(diào)控。在這個(gè)過程中,植物的選擇性、環(huán)境類型以及施肥方式三者相互影響,共同決定了根際微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)。為了應(yīng)對養(yǎng)分不足的環(huán)境,玉米能夠從原土中吸收更多有助于提高養(yǎng)分利用率的根際細(xì)菌。
土壤和根際微生物組功能分布圖譜
“這表明,宿主的選擇性、土壤的類型以及施肥的處理方式等多個(gè)因素,共同影響了玉米根際微生物的結(jié)構(gòu)和功能特性。比如,在長期缺乏施肥的情況下,為了應(yīng)對養(yǎng)分不足的環(huán)境壓力,玉米會從土壤中吸引更多參與重要養(yǎng)分循環(huán)(如碳、氮、磷)和嘌呤代謝的根際微生物,尤其是那些重要的固氮微生物。值得注意的是,玉米在不同的土壤類型中,會選擇性招募不同類型但功能一致的微生物?!卑硎?。
這項(xiàng)研究為根際微生物群落的高效管理和利用奠定了理論基礎(chǔ)?!案鶕?jù)我們的研究結(jié)果,玉米在選擇與其根系接觸的微生物時(shí),更看重的是微生物所能提供的有益功能特性,而非特定的微生物種類。這意味著,玉米在選擇‘合作伙伴’時(shí),是以提升自身性能為出發(fā)點(diǎn)的?!卑瑥?qiáng)調(diào)。
(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院供圖)