JAFC|宏基因组分析揭示PGPR对花生产量及土壤微生物多样性的影响

学术   2024-10-25 09:01   山东  


 
花生(Arachis hypogaea L.)是一种重要的经济作物,其产量提升受到广泛关注。植物促生根细菌(PGPR)因其促进植物生长和改善土壤健康而被认为是提高花生产量的潜在工具。

近日,Journal of Agricultural and Food Chemistry在线发表了题为Metagenomic Analysis to Assess the Impact of Plant Growth-Promoting Rhizobacteria on Peanut (Arachis hypogaea L.) Crop Production and Soil Enzymes and Microbial Diversity的研究论文,旨在通过宏基因组分析探讨PGPR对花生产量、土壤酶活性、微生物多样性及其结构的影响,从而为农业实践提供科学依据。


本次野外研究评估了三种PGPR菌株(Bacillus velezensis RI3、Bacillus velezensis SC6和Pseudomonas psychrophila P10),同时以Bradyrhizobium japonicum(BJ)作为对照。研究发现,PGPR显著提高了花生的种子产量,增幅达到8%,并提高了光能利用效率,增幅在4%至14%之间。此外,PGPR还改变了土壤酶的活性,荧光素二乙酸酯活性提高了17%,脱氢酶活性增加了28%。微生物丰度也提升了12%。尽管PGPR未显著改变微生物多样性,但它们却影响了主要门类(放线菌门 > 变形菌门 > Firmicutes)及属(Bacillus > Arthrobacter > Pseudomonas)的相对丰度。特别地,PGPR还调整了与氮固定和硝化相关的基因丰度,同时增加了与氮同化和可用性相关的基因丰度。这些变化表明,PGPR在改善农业性状的同时,对根际多样性没有显著影响。

   Peanut rhizosphere analysis at the phylum level. Peanut rhizosphere analysis at the phylum level. 
Genera analysis of the peanut rhizosphere at the R5 phenological stage

综上,研究结果表明,植物促生根细菌在促进花生生长和提高土壤健康方面发挥了重要作用。尽管PGPR未显著改变土壤微生物的多样性,但其对微生物群落结构的影响以及对氮代谢相关基因的调节,表明它们在农业可持续发展中具有潜在应用价值。


原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.4c05687#

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