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www.gbt9.com_贵宾厅网址:根际微生物-植物互作中植物如何影响根际微生物
来源:www.gbt9.com 发布时间:2019-10-30

在全球气候不断变化的的背景下,随着世界人口的日益增长,优化粮食生产与环境变化之间的关系显得尤为重要。土壤是农业生产的根本,土壤中栖居着大量的微生物群落,根际微生物来源于土壤,是土壤中微生物最活跃的区域之一,根际微生物可以通过增加植物病原体抗性、保留更多水分、吸收更多营养元素等作用帮助植物更健康地生长,而通过植物-微生物互作研究则从新的角度为解决粮食供应不足、农药化肥过度施用带来的食品安全事件、连年耕作导致的土传病害等问题提供了新的解决对策。基于植物和根际微生物相互之间的关系,人们在生物防治、生长促进和生物地球化学循环等方面开展了大量工作。

土壤是农业生产力的重要组成部分,土壤的农业驯化,即将以前未开垦的土壤转变为耕作状态,经常伴随着单一栽培方式,特别是在发展中国家。然而,对于土壤驯化后持续栽培如何改变原核土壤微生物群落结构,包括作物在多大程度上影响土壤微生物群落组成,以及由于栽培引起的微生物群落组成的变化如何影响作物性能,人们的了解还很有限。

近日,Genome Biology在线发表了美国加州大学戴维斯分校植物生物学系Venkatesan Sundaresan团队题为“Soil domestication by rice cultivation results in plant-soil feedback through shifts in soil microbiota”的论文,作者围绕(1)长期种植水稻是否会改变土壤微生物的细菌和古细菌组成?(2)水稻本身是否是微生物水平上土壤驯化过程的驱动因素?(3)与未驯化土壤相比,驯化微生物对寄主植物活力的影响是什么?三个问题开展了研究。

本研究描述了全球最重要的粮食作物水稻连续单作对土壤微生物群和植物-土壤反馈的影响。研究结果表明,在淹水条件下,土壤细菌和古细菌群结构往一致方向转变与水稻的连续单季栽培(>8个生长季节)与有关,同时连续单作也驯化了以前未开垦的地点的微生物群。除了农业耕作的潜在影响外,作者还证明水稻本身对微生物群落驯化过程有着重要的促进作用,证明土壤微生物群落的组成变化不仅仅是栽培措施的结果,似乎部分是由水稻植株驱动的。这些微生物群落的变化会抑制植物的生长并可能影响农业产量,同时还会导致全球甲烷排放的增加。
  作者还提出在未来的研究中应该解决的问题,包括:随着作物轮作,微生物群落的持续改变程度,或者如果种植暂停或终止,在没有反馈回路的情况下,这种驯化状态的衰退速度,以及未开垦的土壤微生物群落组成的恢复程度。

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原文链接:

https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-019-1825-x


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