美研究揭示小麦与根系微生物群落关系,为农业管理带来新进展
2025-06-24 10:28
来源:美国植物病理学会
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一项新的农业研究取得重要成果,揭示了小麦植株如何积极影响其根系及内部微生物群落,以及这些根系微生物群落如何随干旱和灌溉等条件变化,为农业发展带来新进展,有望指导未来在不同环境条件下更有效地管理作物。

该研究由美国农业部农业研究局小麦健康、遗传学和品质研究中心的Tim C. Paulitz和华盛顿州普尔曼市华盛顿州立大学的Olga Mavrodi(马夫罗季)博士领导,多位美国农业部农业研究局和华盛顿州立大学的科学家共同合作完成。研究发表在《植物生物群落杂志》上,融合了植物病理学、微生物学和土壤科学领域的专业知识。

研究小组运用下一代DNA测序技术,分析了小麦根际(根部周围土壤)及根部内部的细菌群落。研究在华盛顿州中部林德旱地研究站开展,该地区年降雨量仅约23厘米。研究人员通过比较灌溉地块和旱地地块随时间的变化,并在小麦生长关键阶段取样,追踪了单个季节及数年间的微生物变化。

研究发现,植物积极参与塑造其微生物伙伴。马夫罗季表示,植物控制着根部微生物的组装和组成,如同人类肠道微生物群由所吃食物决定一样。这种选择并非随机,某些微生物在干燥条件下更受青睐,另一些则在灌溉条件下更受青睐,凸显了植物和土壤生命间复杂动态的关系。

马夫罗季还补充道,研究显示植物并非被动宿主,而是在选择根部定植微生物方面发挥作用。目前尚无其他研究在如此长时间内如此详细地追踪农业系统中这些变化。

与典型短期农业试验不同,这项长期田间研究捕捉了微生物种群随耕作、种植和收获反复循环的演变过程,更清晰地展现了根系微生物群落如何适应和重组以应对季节和环境压力。

识别自然适应干旱条件的微生物,未来或许有助于提高缺水地区小麦的生产力和恢复力。马夫罗季称,这类研究需要时间、团队合作和耐心,但能为农民年复一年管理田地提供直接相关的见解。

更多信息: Mingming Yang 等,《土壤八年:旱地和灌溉条件下小麦相关细菌群落的时间动态》,《植物生物群落杂志》(2025)。

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