研究揭示植物微生物组促进贫瘠土壤中养分周转的机制！

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者周小马

巴西的Campos rupestres构成了一个草原生态系统，位于巴西中部和东部地区地质上古老的岩石层上。Campos rupestres的土壤是浅层的、酸性的和严重缺乏营养的，对植物生长造成了限制。磷（P）是这种环境中的主要营养制约因素，由于母岩的极端风化和沥滤，它的浓度很低，并且由于低pH值与铁和铝结合，所以对本土植物来说，磷的获取成本很高。尽管有这种非生物的限制，Campos rupestres构成了一个生物多样性的热点，其平均物种密度是世界上最高的，孕育了数千种来自高度专业化和系统发育集群的特有维管束植物物种。这个生态系统中的植物多样性几乎占到了巴西的15%，这就提出了植物如何在如此恶劣的环境中获得营养的问题。

植物对Campos rupestres基质的营养匮乏的适应性已被广泛研究。高度成功的翡若翠科（Velloziaceae）家族的成员已被证明使用多种策略来应对营养限制，如形成持久和良好的防御结构，从衰老的叶子中有效地再动员P，以及发展专门的根状系统，通过分泌羧酸盐来加强营养吸收。由于以植物为中心的方法主导了对Campos rupestres养分动态的研究，目前仍不清楚植物生长如何受到与微生物相互作用的影响。

2022年12月20日，国际权威学术期刊The ISME Journal发表了巴西坎皮纳斯州立大学 (UNICAMP) Paulo Arruda团队的最新相关研究成果，题为Plant microbiomes harbor potential to promote nutrient turnover in impoverished substrates of a Brazilian biodiversity hotspot的研究论文。

在这篇文章中，科研人员着手揭示与生长在不同基质（土壤和岩石）上的campos rupestres主导家族翡若翠科的两个植物物种相关的微生物群落的分类概况、组成和功能差异及相似性，以及营养物质周转潜力。使用扩增子测序数据，科研人员表明，尽管有明显的成分差异，但与植物相关的土壤和岩石群落都有一个高效定殖菌的核心，往往是高度丰富的，并且富含21个细菌家族。对宏基因组和522个宏基因组组装的基因组的功能调查显示，发现与植物根系相关的微生物富含参与有机化合物摄入、磷和氮周转的基因。科研人员表明，磷的运输、矿化和溶解的潜力大多存在于共享微生物组的细菌家族中，如黄色杆菌科和肠杆菌科。科研人员还检测了氮循环相关基因的全部候选基因，并发现了一个等球菌科（Isosphaeraceae）的株系，该株系通过水平基因转移获得固氮潜力，并可能通过与Binataceae的代谢交接关系参与硝化作用。科研人员强调，Campos rupestres中与植物相关的微生物种群具有增加养分供应的潜力，生物多样性热点地区的微生物组可以揭示养分周转的新机制。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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