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水、陆稻根系微生物组的环境适应性及陆稻根系促生菌研究取得进展

时间:2020-09-17  来源:科技外事处  浏览次数:   作者:徐鹏 庞志强     打印  字体: 关闭

  微生物可以直接或间接与植物相互作用以促进宿主植物的生长、抗病和提升胁迫耐受力(如干旱等非生物胁迫),这些微生物统称为植物微生物组(也被称为植物的第二基因组)。尽管前人已对水稻和其他重要农作物的根系微生物组群落结构、空间分布及短期干旱胁迫对根系微生物组的影响进行了广泛的研究,但对自然水、陆环境下水、陆稻(生态型)的根系微生物组群落组装和变异知之甚少。此外,陆稻(Oryza sativa L.)是完全不同于灌溉水稻的陆生生态型,能适应干旱胁迫和旱地有氧通气环境,相关微生物资源尚未被挖掘利用。 

  版纳植物园热带稻种保护与遗传改良研究组硕士研究生庞志强在导师徐鹏研究员和余迪求研究员共同指导下以典型的陆稻和水稻品种为材料基础,研究了水、陆环境条件下的水、陆稻根系微生物组的差异组装。通过高通量测序和传统分离培养相结合的方法,鉴定不同生态型的水、陆稻根系细菌和真菌组成的环境适应性及筛选陆稻根系促生耐旱等功能微生物。结果表明:水、陆环境对两种生态型稻种根系微生物组群落组成有显著的影响,环境效应大于生态型品种效应,从灌溉水田转变到旱地环境两种生态型稻种的根系微生物组多样性都显著降低。根系微生物组对旱地环境的总体反应是由肠杆菌科(Enterobacteriaceae沙雷氏菌属(Serratia)和子囊菌门(Ascomycota所驱动。有趣的是,灌溉水稻生态型从水田到旱地这一过程会特异性富集嗜热油菌纲(Thermoleophilia)和放线菌门(Actinobacteria)等部分革兰氏阳性菌类微生物。相关研究结果以Environmental adaptation of the root microbiome in two rice ecotypes为题发表国际微生物学期刊Microbiological research

 

雨养旱地与灌溉水田环境下的水陆稻根系微生物组

  在前期实验基础上,作者进一步分离筛选陆稻根系功能微生物,接种实验表明:来自陆稻根系的内生真菌能够显著提高水稻幼苗的株高、地上部鲜重、抗氧化能力、脯氨酸和可溶性糖含量。相关研究结果以Microbial Diversity of Upland Rice Roots and Their Influence on Rice Growth and Drought Tolerance为题,发表国际微生物学期刊Microorganisms 

分离自陆稻的根系内生真菌能促进水稻幼苗正常生长及干旱耐受力

  总的来说:研究表明不同环境条件和水稻生态型导致根系微生物组的重组,此外,温室实验表明陆稻根系微生物能促进干旱和灌溉条件下植物的生长,可能促进作物生长和耐旱的有效微生物资源。版纳植物园2018级硕士研究生庞志强为该两篇论文第一作者,徐鹏研究员和余迪求研究员为论文共同通讯作者 

 

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