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土壤微生物与有机肥团队揭示了玉米种栖微生物垂直传递参与根际微生物组装配的功能补偿机制

发布时间:2021-05-07

根际微生物组对植物生长和健康具有重要作用,其装配同时受到土壤微生物水平传递和种栖微生物垂直传递的影响。目前根际微生物组结构和功能装配的研究主要集中在水平传递途径,然而垂直传递的种栖微生物对子代作物根际微生物组结构和功能装配的影响尚不清楚。

近日,土壤微生物与有机肥团队张瑞福教授课题组通过研究玉米种栖微生物在不同土壤养分条件下对子代作物根际微生物组结构和功能装配的影响,明确了玉米种栖细菌能响应土壤养分水平进行根际功能补偿装配的特征。结果表明在养分含量较高的土壤中,种栖微生物对根际微生物装配的影响较小;而在养分缺乏的土壤中,种栖微生物对根际微生物组装的影响显著提高。其中,在缺乏有效磷的红壤中,种栖唐菖蒲伯克氏菌能在玉米根际补偿定殖。基因组分析发现,唐菖蒲伯克氏菌基因组中存在三个编码胞外酸性磷酸酶的基因,结合定量PCR验证证明该胞外磷酸酶基因丰度与种栖唐菖蒲伯克氏菌在根际的补偿定殖强度吻合,研究结果证明玉米能感受土壤低有效磷水平,促进能合成胞外酸性磷酸酶的种栖唐菖蒲伯克氏菌在根际补偿定殖,增强根际溶磷能力,提高其根际磷素有效性。该研究揭示了种栖有益微生物通过垂直传递参与根际微生物组结构和功能装配的新途径,成果以“Rhizosphere microbiome assembly involves seed-borne bacteria in compensatory phosphate solubilization”为题发表在土壤学主流期刊《Soil Biology & Biochemistry》上。

张瑞福教授课题组师资博士后邵佳慧和青年教师缪有志为论文共同第一作者,荀卫兵副教授为论文通讯作者。课题组近年来在土壤及植物微生物组的装配机制方面取得一系列成果,相关工作在Nature Communications, Microbiome, Soil Biology & Biochemistry, Environmental Microbiology等国际期刊发表。该研究得到国家自然科学基金面上项目和中国科协青年人才托举工程等项目的资助。

全文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071721001462

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