研究揭示黑土大豆根际微生物组特征
近日,中国科学院微生物研究所研究团队采用宏基因组学技术,系统分析了黑土地大豆土壤、根际、根系及根瘤的微生物群落组成与功能特征,解析了黑土大豆核心微生物资源,为黑土肥力维持、大豆高效固氮及生物菌剂研发提供了重要理论支撑与候选菌株。
研究发现,黑土大豆根际与根瘤微生物群落组成高度相似。其中,Proteobacteria为优势菌门,且Bradyrhizobiaceae占绝对主导地位。LEfSe分析表明,黑土大豆根系中富集了Streptomyces、Variovorax等促生菌,这类菌株可通过调控植物激素、优化根系结构,增强大豆抗逆性与养分吸收能力。在功能层面,黑土大豆根际和根瘤微生物在群体感应、鞭毛组装、细菌趋化等通路显著富集,体现出高效的宿主定殖、信号交流及养分吸收能力。基于宏基因组数据,研究团队共分析鉴定出380种根瘤菌,分属9个主要属,分别为Rhizobium、Mesorhizobium、Bradyrhizobium、Sinorhizobium、Azorhizobium、Pararhizobium、Neorhizobium、Pseudorhizobium及Paramesorhizobium。其中,Pseudorhizobium与Paramesorhizobium这两个属目前尚无文献报道具备固氮功能。此外,研究团队通过对根瘤内生菌的分离培养,获得了黑土区优势慢生根瘤菌及其他内生细菌,分离结果与根瘤宏基因组数据一致。
该研究构建了黑土大豆根际微生物组数据库,系统揭示了其微生物组组成与功能特征,为东北地区大豆种植中微生物菌剂的研发与应用奠定了基础。
相关研究成果发表在《植物、细胞与环境》(Plant, Cell & Environment)上。研究工作得到国家自然科学基金委员会和中国科学院的支持。
论文链接
大豆根际微生物群落结构与组成
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