近日，華南農業大學資源環境學院根系生物學研究中心研究員梁翠月課題組與云南農業大學教授梁泉合作，在國家重點研發計劃、國家自然科學基金等項目的資助下，從植物-微生物互作層面揭示了芽孢桿菌抑制大豆-根瘤菌共生固氮效率的新機制。相關成果發表于《植物、細胞與環境》（Plant，Cell & Environment）。
大豆-芽孢桿菌-慢生根瘤菌共生關系示意圖。研究團隊供圖
提高豆科作物-根瘤菌共生固氮是促進農業綠色低碳發展的重要方面。但土著微生物會抑制豆科作物-根瘤菌共生固氮，因此限制了豆科作物生產中根瘤菌菌劑的推廣應用。
該研究從氮效率不同的大豆品種（黔豆7號和滇豆2號）根瘤中分離、純化出兩株慢生根瘤菌（Bra.Q2和Bra.D）和一株芽孢桿菌（Bac.B）。回接實驗表明慢生根瘤菌顯著提高了大豆的固氮能力和產量。然而，雙接種芽孢桿菌和根瘤菌后，根瘤固氮效率顯著下降。
進一步通過轉錄組和微生物組分析發現，Bra.Q2與Bac.B之間存在拮抗作用，共同調控大豆根瘤的氮素同化和轉運過程、以及根瘤中微生物群落的組成，從而影響大豆共生固氮的能力。
該研究揭示了芽孢桿菌通過影響大豆與根瘤菌的互作從而限制大豆固氮效率。以上結果為進一步解析大豆、根瘤菌和環境微生物的互作機制提供了新的思路，為優化根瘤菌菌劑應用提供了理論基礎。
相關論文信息：https://doi.org/10.1111/pce.15023
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