近日,南京师范大学生命科学学院在国际学术期刊《Plant and Soil》发表题为“Endophytic fungi promote peanut fitness by re-establishing rhizosphere nematode communities under continuous monocropping conditions”的研究论文。该研究揭示了内生真菌枫香拟茎点霉通过改变花生根系分泌物,重建根际线虫群落,从而促进连作条件下花生的生长。在农业生态系统中,土壤健康可以被人为活动影响,如:作物耕作模式和土地利用强度。连作模式严重影响土壤健康,导致作物减产和质量下降,这种现象也被称为连作障碍或植物-土壤负反馈作用。线虫是土壤中最为丰富和多样的后生动物群之一,它们参与土壤食物网的所有营养级,是评估土壤生态系统健康状况的重要指标。植物益生菌被认为是生态友好的生物肥料和生防制剂。研究报道,植物内生真菌接种可以通过改善土壤理化性质,增强植物对生物和非生物胁迫的生理防御并介导植物和根际微生物群落的相互作用,以缓解连作障碍对植物生长的不利影响。先前研究报道,植物和地下生物群之间的复杂相互作用是植物生长的决定性因素之一。然而,根际土壤线虫是否参与内生真菌缓解花生连作种植障碍尚不清楚。本研究首先通过田间盆栽试验发现内生真菌枫香拟茎点霉接种能缓解花生连作障碍,促进连作花生生长。通过高通量测序技术发现接种内生真菌可以增加根际线虫数量,改变线虫群落组成,塑造复杂和紧密相互作用的线虫共现网络,以调节连作种植条件下的根际线虫群落。线虫平板趋化实验发现,内生真菌诱导的根系分泌物在甲醇溶剂溶解下,显著吸引线虫,发挥线虫招募作用。最后通过线虫群落移植实验,发现内生真菌诱导的根际线虫群落通过调节花生根防御酶活性,促进植物在连作种植条件下的生长。本研究揭示线虫群落在内生真菌缓解花生连作种植障碍中发挥重要作用,以及为益生菌的推广和使用提供理论依据。图1 内生真菌Phomopsis liquidambaris对根际线虫群落共现网络的影响
南京师范大学在读硕士生张翔宇为论文第一作者,生科院戴传超教授和张伟副教授为论文的共同通讯作者。生科院李浩然、蒋慧君、吴晓晗、马晨雨和罗德林也参与了该项研究。该研究研究得到国家自然科学基金项目和江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)的资助。论文链接:
https://doi.org/10.1007/s11104-024-06923-0