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放大字体  缩小字体 发布日期:2019-10-28 12:09  浏览次数:0
摘 要:由中国科学院遗传与发育生物学研究所白杨教授和朱成才教授领导的一个合作小组最近对68个籼稻和27个粳稻品种在田间条件下的根系微
 由中国科学院遗传与发育生物学研究所白杨教授和朱成才教授领导的一个合作小组最近对68个籼稻和27个粳稻品种在田间条件下的根系微生物群变化进行了研究。他们发现籼粳品种吸收了不同的根微生物群。
 
在自然土壤中,植物根系为多种土壤微生物提供了生态位,即根微生物群。这些微生物与植物有着密切的联系,提高了植物对养分的吸收、生长和对病原体的耐受性。
 
籼稻和粳稻是栽培稻的两个主要亚种。籼稻品种在田间表现出比粳稻品种更好的氮素利用效率,nrt1.1b是水稻氮素利用效率自然变异的原因之一。但根际微生物群对籼粳品种核仁组成变异的影响尚不清楚。
 
研究人员使用随机森林机器学习方法建立了一个模型。他们发现,该模型能够准确预测试验田的籼粳品种,表明根际微生物可以作为鉴别籼粳品种的生物标志物。
 
有意思的是,与粳稻品种相比,籼稻品种具有更多与氮代谢功能相关的细菌,这表明氮素转化在籼稻根系环境中比粳稻品种更为活跃。
 
通过比较野生型品种和NRT1.1B突变体的根相关微生物群,发现NRT1.1B与招募约半数富集的细菌类群有关。
 
值得注意的是,野生型品种表现出相对丰富的根细菌,其中含有氨化过程的关键基因;然而,nrt1.1b突变体的根微生物组中没有这种丰富的根细菌。这表明这些根微生物可能在根环境中催化铵的形成。
 
通过改进高通量培养和鉴定细菌的方法,研究人员成功地培养了70%以上的可在水稻根中重复检测的细菌,并建立了第一个系统的水稻根细菌培养物收集系统。
 
然后,他们使用具有重建的合成群落(syncom)的诺斯生物实验系统,发现在有机氮供应下,富含籼稻的syncom比富含粳稻的syncom具有更强的促进水稻生长的能力。这进一步表明,富籼细菌可能有助于提高籼稻氮素利用效率。
 
这些结果不仅揭示了水稻亚种根际微生物群与nue的关系,而且揭示了nrt1.1b在根际微生物群建立中的作用。细菌培养物的收集为根微生物的功能研究提供了资源。
 
研究根系微生物与水稻的相互作用,为有益微生物在氮素利用过程中的应用奠定了重要基础,为可持续农业中氮肥的减少提供了理论依据。
 
 
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