近日,新濠天地赌博|北京林业大学生物科学与技术学院何晓青教授团队在盐碱胁迫下胡杨根际微生物组领域取得了新进展。研究成果以题为"Assembly, network and functionalcompensation of specialists andgeneralists in poplar rhizosphere undersalt stress"的论文,发表在Nature出版集团旗下的知名刊物《npj biofilms and microbiomes》(中科院1区,Top期刊)上。该研究揭示了胡杨根际特化种和泛化种的多样性模式、组装机制、网络特征以及功能补偿机制。
图1 盐胁迫升高增加了细菌特化种α多样性,降低了细菌泛化种α多样性
土壤盐渍化是土壤退化的一种最严重的形式,是土壤荒漠化的主要催化剂。胡杨,以其卓越的耐盐碱能力而闻名,其根际微生物组的独特性被认为对逆境适应性具有重要贡献。在胁迫环境和营养匮乏的条件下,植物能够招募有益微生物以促进其生长。研究发现,盐碱胁迫显著影响胡杨根际微生物组的多样性和功能:盐碱胁迫升高增加了细菌特化种的α多样性,同时降低了细菌泛化种的α多样性。盐碱胁迫还改变了胡杨根际细菌特化种的群落结构和组装机制,并使微生物网络的复杂性随盐度升高而增加。更重要的是盐碱胁迫下存在功能补偿机制,即在高盐条件下(5-20g/kg),ASV中抗逆相关代谢功能(如抗坏血酸代谢、花生四烯酸代谢、萜类生物合成等等)的重要性上升,细菌特化种在其中发挥了重要作用。
图2 高盐度下胡杨根际微生物网络的复杂性升高
本研究揭示了胡杨根际微生物群落对盐碱胁迫的响应机制,强调了特化种在植物耐盐碱性中的关键作用。未来的研究可以进一步探索耐盐碱微生物缓解植物盐碱胁迫以及提高植物营养元素吸收的潜在机制,并开发微生物合成菌群(SynCom),以增强植物在盐碱胁迫下的适应性。
图3 胡杨根际微生物存在功能补偿机制
新濠天地赌博|北京林业大学生物科学与技术学院博士研究生杜尧、张蕾为论文第一作者,何晓青教授为论文通讯作者。我校金一副教授该也对该项研究做出了重要贡献。
此项工作得到了“十四五”国家重点研发计划子课题“基于土壤微生物-土壤动物-植物-食草动物营养级联关系重构的自然保护地近自然修复理论与技术”(2023YFF1304302)的支持。