Hortic Res | 浙江大学李春阳教授团队揭示茶树根际微生物群落的昼夜节律及其对氮磷循环的调控规律

科技   2025-01-09 10:15   江苏  

昼夜节律是植物和微生物共同生活的根际环境中一个重要的生态特征。植物的生物钟不仅调节其自身的代谢功能,还能影响根际微生物群落的结构和功能。然而,目前尚不清楚植物宿主的昼夜节律如何调控根际细菌和真菌群落的变化及其养分循环。

2024年10月,Horticulture Research 上线了(Advance Access)浙江大学李春阳教授团队题为Circadian rhythms of microbial communities and their role in regulating nitrogen and phosphorus cycling in the rhizosphere of tea plants的研究论文,该研究在20年茶树种植园中开展了相关研究,探究了根际微生物群落及氮(N)和磷(P)循环的昼夜变化。

研究发现,根际真菌群落对昼夜变化的响应相较于细菌群落更加稳定。在栽培种LJ43和ZC108中,具有昼夜节律的真菌属数量较多,且在午夜时分表现出更高的丰度。值得注意的是,在昼夜变化下,LJ43根际的有机磷和氮矿化作用更为强烈,而ZC108的无机氮和磷循环则更易受到昼夜节律的影响。根际脱氮作用由基因AOA和AOB编码,在早晨时段尤为显著,无论是何种茶树。ZC108中与根际氮固定(nifH)及脱氮(nosZ和nirK)相关的基因在午夜时达到表达峰值。此外,ZC108的根际微生物群落的昼夜节律对氮和磷循环的变化起到了重要调控作用。 

Figure 6. Schematic diagram of the role of the circadian clock of plants affecting the composition and ecological function of bacterial and fungal communities in the rhizosphere of ‘Longjing43’ (LJ43) and ‘Zhongcha108’ (ZC108)


综上,本研究表明,根际细菌和真菌群落对昼夜节律的响应存在差异,并且在不同茶树种类之间有所变化。微生物群落的循环时间在很大程度上调节了根际氮磷循环及其生态功能。这些发现不仅增进了我们对根际微生物生态学的理解,也为提高茶树的养分利用效率和土壤健康提供了新的见解。

文章链接:

https://doi.org/10.1093/hr/uhae267‍


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《园艺研究(英文)》Horticulture Research)是由南京农业大学主办的学术期刊,主要刊载园艺作物的基础和理论研究,包括遗传学、育种、组学和演化、园艺作物的起源及驯化、生物技术、生物化学、生理学和细胞与分子生物学,环境互作生物学等。科睿唯安JCR2023影响因子:7.6,位于园艺一区(第2/38名),植物科学一区(第13/265名),遗传学一区(第14/191名)。2023年中科院期刊分区:位于园艺小类一区,植物科学小类一区,遗传学小类一区,农林科学大类一区(Top期刊)。入选中国科技期刊卓越行动计划二期英文领军期刊。

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