湖南农业大学在一区top期刊发文揭示大田作物抵御病害侵袭的微生物作用机制
学术
2024-10-11 13:14
法国
科学合理的种植制度是调节农田生态环境、提高土壤肥力、减少植物病虫害的有效手段，轮作可以通过不同作物的交替，打破病原体与植物寄主之间的联系，减轻病原体对作物生产的负面影响。近年来，随着土壤微生物研究的深入，人们认识到作物轮作减少病害的过程可能是由土壤微生物通过其复杂的生化过程介导的，但目前对轮作模式中作物根系和根间环境中细菌群落参与植物抵御病害侵袭的影响机制尚不清楚。
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近日，湖南农业大学农学院黎娟教授团队在国际期刊Agriculture, Ecosystems & Environment (IF2023 = 6.0；中国科学院农林科学大类一区TOP)发表了题为 “Well-developed root systems and a nitrogen-rich rhizosphere recruit key bacterial taxa to resist disease invasion of field crop” 的研究论文。该研究通过对中国南方常见的两种烤烟轮作模式（烟草-水稻、烟草-玉米轮作）进行研究，探究了两种轮作模式下土壤细菌群落的差异，及作物根系和根间环境对烟草病害发生的影响机制。结果表明，烟草-水稻轮作模式下烤烟发病率较低，为4.92%，而烟草-玉米轮作模式下烤烟发病率为34.44%；结合微生物网络和相关性分析，确定了影响烤烟发病的关键细菌类群，在0-10 cm和10-20 cm土层中共鉴定出12个属与烤烟发病率显著相关，其中4个属与烤烟发病率显著负相关，分别为：Acidothermus、Chujaibacter、Rhodanobacter、Nitrospira，它们在TR的细菌群落中更丰富。冗余分析 (Redundancy Analysis)表明，土壤氮素养分和pH是影响不同轮作模式细菌群落差异的主要土壤因素。通过偏最小二乘路径模型（PLS-PM）发现，0-10 cm和10-20 cm土壤的关键细菌类群直接影响了烤烟发病率。有趣的是，0-10 cm土壤关键细菌类群受土壤养分的直接影响，10-20 cm土壤关键细菌类群受到烤烟根系直接影响。综上所述，丰富的氮素营养和发达的植物根系有利于塑造对病害具有抵抗的土壤细菌群落来降低烤烟发病，本研究为可持续农业发展和作物病害防治提供了新的研究视角。![]()
