近期，西北農(nóng)林科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院韋革宏教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Plant Cell & Environment 上發(fā)表了題為“Agricultural tillage practice and rhizosphere selection interactively drive the improvement of soybean plant biomass”的研究型論文。揭示了農(nóng)業(yè)管理與植物選擇交互作用下細(xì)菌驅(qū)動(dòng)大豆生產(chǎn)力提升的促生機(jī)制。
農(nóng)業(yè)集約化提高了農(nóng)作物產(chǎn)量，但同時(shí)也出現(xiàn)了土壤質(zhì)量退化、養(yǎng)分利用效率降低、溫室氣體排放增加和土壤微生物多樣性減少等普遍問(wèn)題。保護(hù)性有機(jī)耕作系統(tǒng)，如間作和輪作，可以減少對(duì)環(huán)境的不利影響，提高土壤中細(xì)菌和真菌等微生物的多樣性和土壤肥力，以保持植物生產(chǎn)力。根際微生物是一個(gè)額外功能的貯存庫(kù)，可以擴(kuò)展植物適應(yīng)各種環(huán)境條件和擾動(dòng)的變化，在決定植物生產(chǎn)力方面起著關(guān)鍵作用。根分泌物含有多種信號(hào)和化學(xué)誘導(dǎo)劑，可特異性招募有益微生物富集于根際部位。一個(gè)關(guān)鍵的未知數(shù)是解析農(nóng)業(yè)管理（M）和根際選擇（R）交互作用對(duì)大豆農(nóng)田土壤微生物群落、根系分泌代謝物和植物生產(chǎn)力之間關(guān)系的影響機(jī)制。
在該研究中，作者發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)管理和根際選擇（MxR）交互效應(yīng)通過(guò)影響細(xì)菌多樣性驅(qū)動(dòng)大豆植物生物量的提升。相關(guān)性和網(wǎng)絡(luò)分析表明根系分泌物招募了根際有益微生物至根際部位，進(jìn)一步SEM掃描電鏡技術(shù)證明從根際分離且是網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵類群微生物能夠定殖在大豆根表面并促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)。此外，KEGG通路分析揭示了這些有益微生物的促生機(jī)制與Thiamine biosynthesis和Coenzyme A biosynthesis等代謝途徑有關(guān)，并且AP和NH4+-N是這些有益微生物類群的主要驅(qū)動(dòng)因子。該研究基于農(nóng)業(yè)管理和植物選擇效應(yīng)的相互作用關(guān)系探究植物生產(chǎn)力的驅(qū)動(dòng)策略有助于推動(dòng)對(duì)植物整個(gè)發(fā)育階段根系復(fù)雜互作機(jī)制的認(rèn)知，為開(kāi)發(fā)更可持續(xù)和更具生產(chǎn)力的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)提供了機(jī)會(huì)。
該研究中，西北農(nóng)林科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士生陳實(shí)為論文的第一作者，焦碩教授與韋革宏教授為論文共同通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金（U21A2029）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2021YFD1900500）和國(guó)家優(yōu)秀青年科學(xué)基金（42122050）等項(xiàng)目共同資助。
論文鏈接如下：https://doi.org/10.1111/pce.14694
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