南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院耕作制度與農(nóng)田生態(tài)課題組揭示根系與共生真菌驅(qū)動(dòng)小麥氮素利用效率的生育期互補(bǔ)機(jī)制

　　近日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院耕作制度與農(nóng)田生態(tài)課題組的最新研究成果“Temporal complementarity be tween roots and mycorrhizal fungi drives wheat nitrogen use efficiency”在New Phytologist上在線發(fā)表。該成果揭示了氮高效小麥品種在花前依賴根系吸收氮素而花后依賴叢枝菌根真菌（AMF）促進(jìn)花前吸收氮素轉(zhuǎn)化形成籽粒產(chǎn)量的生育期互補(bǔ)機(jī)制。

 

　　提高氮素利用效率（NUE） 以降低氮素投入而改善農(nóng)業(yè)環(huán)境并節(jié)約生產(chǎn)成本是實(shí)現(xiàn)小麥可持續(xù)生產(chǎn)的主要目標(biāo)。然而，AMF是否及如何影響小麥NUE目前并不清楚。本研究首先提出了概念模型，并設(shè)計(jì)了3個(gè)獨(dú)立且互補(bǔ)的試驗(yàn)進(jìn)行闡明根系和AMF對(duì)小麥氮素吸收和轉(zhuǎn)化利用上的貢獻(xiàn)。

 

　　該研究首次發(fā)現(xiàn)：根系和AMF在驅(qū)動(dòng)小麥NUE方面表現(xiàn)出生育期互補(bǔ)現(xiàn)象（Temporal complementarity）。小麥花前氮素吸收效率主要依賴于根系功能性狀，而花前吸收氮素轉(zhuǎn)化形成籽粒生物量的效率（EN,g）受到AMF的強(qiáng)烈影響。高EN,g小麥品種依賴AMF在花后吸磷而可能提高灌漿期光合碳同化效率而提高花前吸收氮素的籽粒生物量轉(zhuǎn)化效率，增加產(chǎn)量。同時(shí)，高EN,g小麥品種依賴于AMF在花后吸氮而提高籽粒氮含量而改善品質(zhì)（圖3）。這些研究發(fā)現(xiàn)為AMF在農(nóng)業(yè)生中的重要性提供了有力支撐，并提供了解決小麥產(chǎn)量-品質(zhì)協(xié)同提升矛盾的潛在方向。

 

　　本研究成果是在由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院楊海水教授和瑞典農(nóng)業(yè)大學(xué)Martin Weih教授共同主持的國家自然基金國際（地區(qū)）合作項(xiàng)目的資助下完成的。農(nóng)學(xué)院耕作制度與農(nóng)田生態(tài)課題組楊海水教授為第一作者和通訊作者，Martin Weih為共同通訊作者。該成果的試驗(yàn)實(shí)施主要由方春、李逸凡和吳永成三位碩士研究生完成。德國科學(xué)院Matthias C. Rillig院士（柏林自由大學(xué)） 和我校新引進(jìn)領(lǐng)軍人才李鳳民教授給予了重要支持和富有建設(shè)性的指導(dǎo)。

 

　　原文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/nph.18419