研究揭示黑土大豆根际微生物组特征
文章导读
你在东北黑土地里种大豆，却常被肥力下降、氮素不足困扰，盲目加肥收效甚微。最新宏基因组发现，根际与根瘤微生物结构高度相似，优势为Proteobacteria，Bradyrhizobiaceae主导；同时捕获Streptomyces、Variovorax等促生菌和首次报告固氮的Pseudorhizobium、Paramesorhizobium，形成菌剂候选。这些隐藏微生物能否帮你省化肥、提升固氮？文章留下线索，等你揭晓。
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近日，中国科学院微生物研究所研究团队采用宏基因组学技术，系统分析了黑土地大豆土壤、根际、根系及根瘤的微生物群落组成与功能特征，解析了黑土大豆核心微生物资源，为黑土肥力维持、大豆高效固氮及生物菌剂研发提供了重要理论支撑与候选菌株。
研究发现，黑土大豆根际与根瘤微生物群落组成高度相似。其中，Proteobacteria为优势菌门，且Bradyrhizobiaceae占绝对主导地位。LEfSe分析表明，黑土大豆根系中富集了Streptomyces、Variovorax等促生菌，这类菌株可通过调控植物激素、优化根系结构，增强大豆抗逆性与养分吸收能力。在功能层面，黑土大豆根际和根瘤微生物在群体感应、鞭毛组装、细菌趋化等通路显著富集，体现出高效的宿主定殖、信号交流及养分吸收能力。基于宏基因组数据，研究团队共分析鉴定出380种根瘤菌，分属9个主要属，分别为Rhizobium、Mesorhizobium、Bradyrhizobium、Sinorhizobium、Azorhizobium、Pararhizobium、Neorhizobium、Pseudorhizobium及Paramesorhizobium。其中，Pseudorhizobium与Paramesorhizobium这两个属目前尚无文献报道具备固氮功能。此外，研究团队通过对根瘤内生菌的分离培养，获得了黑土区优势慢生根瘤菌及其他内生细菌，分离结果与根瘤宏基因组数据一致。
该研究构建了黑土大豆根际微生物组数据库，系统揭示了其微生物组组成与功能特征，为东北地区大豆种植中微生物菌剂的研发与应用奠定了基础。
相关研究成果发表在《植物、细胞与环境》（Plant, Cell & Environment）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会和中国科学院的支持。
大豆根际微生物群落结构与组成
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