东北地理所揭示CO2浓度升高对大豆根固氮微生物群落影响
CO2浓度升高会促进豆科植物的根瘤形成和氮素固定,从而影响土壤氮循环过程,而这些过程均与固氮细菌的群落结构密切相关。明确土壤固氮细菌群落结构组成对于提高豆科植物的固氮能力、提高氮素匮乏的土壤中固氮细菌的数量以及增加土壤氮素含量有着重要意义。 大豆是我国重要的农作物,对保障粮食生产安全有着重要意义,我国东北是大豆集中产区之一。已有研究表明二氧化碳浓度升高会增加东北地区不同大豆品种根瘤的数量、重量和密度,同时还发现3个根瘤菌属的数量在二氧化碳浓度升高时会显著上升。但是,由于实验技术和手段的限制,以往研究只是针对二氧化碳浓度升高如何影响根瘤性状和土壤细菌群落结构的变化,关于CO2浓度升高对固氮细菌丰度和群落结构的研究较少,尤其针对CO2浓度升高对东北黑土豆科植物nifH基因的丰度和群落结构如何影响的研究还未见报道。 为此,中国科学院东北地理与农业生态研究所农田分子生态学科组助理研究员于镇华和研究员金剑等采用qPCR及高通量测序(M......阅读全文
研究揭示根际微生物维持大豆产量的机制
2月23日,《自然-通讯》(Nature Communications)在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛研究组与中国科学院遗传与发育生物学研究所曹晓风团队合作完成的题为Dynamic root microbiome sustains soybean productivity u
研究揭示长期施肥抑制根际微生物固氮的作用机制
生物固氮是地球上最重要的生态过程之一,在农田生态系统中,作物总生物量中大约24%的氮来源于微生物的非共生固氮过程。根际是农田土壤中微生物最为活跃的区域,根际中固氮微生物群落与作物的生长息息相关。然而,长期以来,大量化肥及有机物料的投入大大降低了农田土壤微生物的固氮作用。近年来,土壤固氮功能微生物
东北地理所揭示CO2浓度升高对大豆根固氮微生物群落影响
CO2浓度升高会促进豆科植物的根瘤形成和氮素固定,从而影响土壤氮循环过程,而这些过程均与固氮细菌的群落结构密切相关。明确土壤固氮细菌群落结构组成对于提高豆科植物的固氮能力、提高氮素匮乏的土壤中固氮细菌的数量以及增加土壤氮素含量有着重要意义。 大豆是我国重要的农作物,对保障粮食生产安全有着重要意义,
东北地理所:CO2浓度升高对大豆固氮微生物结构的影响
CO2浓度升高会促进豆科植物的根瘤形成和氮素固定,从而影响土壤氮循环过程,而这些过程均与固氮细菌的群落结构密切相关。明确土壤固氮细菌群落结构组成对于提高豆科植物的固氮能力、提高氮素匮乏的土壤中固氮细菌的数量以及增加土壤氮素含量有着重要意义。 大豆是我国重要的农作物,对保障粮食生产安全有着重要
南京土壤所揭示长期施肥抑制根际微生物固氮的作用机制
生物固氮是地球上最重要的生态过程之一,在农田生态系统中,作物总生物量中大约24%的氮来源于微生物的非共生固氮过程。根际是农田土壤中微生物最为活跃的区域,根际中固氮微生物群落与作物的生长息息相关。然而,长期以来,大量化肥及有机物料的投入大大降低了农田土壤微生物的固氮作用。近年来,土壤固氮功能微生物
根际pH的显色测定实验
实验方法原理本方法是利用pH指示剂在不同酸碱度条件下变色的特点,测试根际pH的变化。将pH指示剂加入到具有一定营养条件下的琼脂溶胶中,组成琼脂-指示剂混合液。植物根系可直接利用其作为介质生长。由于根系的吸收和溢泌等生理活动,使根际pH不同于原介质,由此产生不同的显色反应。对照标准pH变色范围,可以确
根际pH的显色测定实验
实验方法原理本方法是利用pH指示剂在不同酸碱度条件下变色的特点,测试根际pH的变化。将pH指示剂加入到具有一定营养条件下的琼脂溶胶中,组成琼脂-指示剂混合液。植物根系可直接利用其作为介质生长。由于根系的吸收和溢泌等生理活动,使根际pH不同于原介质,由此产生不同的显色反应。对照标准pH变色范围,可以确
根际pH的显色测定实验
实验方法原理 本方法是利用pH指示剂在不同酸碱度条件下变色的特点,测试根际pH的变化。将pH指示剂加入到具有一定营养条件下的琼脂溶胶中,组成琼脂-指示剂混合液。植物根系可直接利用其作为介质生长。由于根系的吸收和溢泌等生理活动,使根际pH不同于原介质,由此产生不同的显色反应。对照标准pH变色范围,可以
百人团队证实CO2浓度对东北大豆根际细菌群落结构的影响
以CO2浓度升高为主要特征的全球气候变化已经对农田生态系统产生重大影响,成为全球农业可持续发展的严峻挑战。CO2浓度升高影响植物生理代谢过程,导致植物根系分泌物的总量和化学组成发生改变,进而可能影响土壤微生物群落结构和生态功能。由于土壤微生物驱动碳氮循环,参与土壤养分转化,揭示CO2浓度升高条件
树种种间差异影响根际激发效应
日前,中科院沈阳应用生态研究所地下生态过程研究团队以我国人工林种植面积较大,菌根类型、生长速率、细根属性等均有显著差异的杉木,以及日本落叶松和水曲柳为研究对象,采用13C和15N示踪技术,同时监测了土壤有机碳、氮矿化作用。相关研究成果发表在《新植物学家》上。 森林土壤有机质矿化在减缓全球CO2
植物根际微生物组与根功能属性双向互作
不同植物种类,甚至同一物种的不同基因型,在根属性的表达模式及根际微生物群落的组装方式上均存在显著的种间或种内差异。然而,根际微生物组如何与根功能属性协同作用,进而共同提升植物健康和地下资源获取效率,已成为植物营养学,根际生态学和微生物等多学科交叉关注的研究前沿。 根际微生物与根功能属性互作的双
大豆根瘤固氮分子机制研究取得新进展
大豆根瘤共生固氮是一个非常重要的科学问题,也是一个关乎大豆产量和品质的重要农艺性状。但是目前对大豆根瘤形成和固氮效率调控的分子机制的了解还非常少。 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心李霞课题组通过研究大豆miR172c的表达和功能,在大豆根瘤形成调控机制的研究中取得了重要进展。
关于根瘤菌的主要用途介绍
虽然空气成分中约有80%的氮,但一般植物无法直接利用,花生、大豆、苜蓿等豆科植物,通过与根瘤菌的共生固氮作用,才可以把空气中的分子态氮转变为植物可以利用的氨态氮。在种子发芽生根后,根瘤菌从根毛入侵根部,在一定条件下,形成具有固氮能力的根瘤,在固氮酶的作用下,根瘤中的类菌体将分子态氮转化为氨态氮,
揭示热带森林树种根围和根际间根球囊霉素对土壤碳影响
土壤是陆地生态系统的重要组成部分,直接贡献了诸多生态服务功能,例如:净初级生产力、气候和水分调节、养分循环与碳固存等,这些服务功能的效益取决于地上植物群落以及地下土壤微生物多功能性的发挥程度。因此,对地下土壤微生物过程的深入认知有助于制定合理有效的土地利用和管理措施、充分发挥生态系统的服务功能。
沈阳生态所根际激发效应研究获进展
根际激发效应(Rhizosphere priming effect)是指根际活动造成土壤有机质分解速率改变的现象,被认为是调控土壤碳氮循环的重要机制之一。目前,科研人员对根际激发效应开展了大量研究,发现激发效应可使土壤有机质分解速率降低50%或增加3.8倍,与温度、水分因子对土壤碳释放的影响程度
根际微生物可帮助植物抵御环境恶化
气候变化正在改变植物的生长和发育机制,也成为生态环境科学研究的一个重要课题。 近日,浙江工业大学环境学院教授钱海丰课题组和中科院城市环境研究所研究员朱永官等合作者在Microbiome发表了最新研究成果,解析了根际微生物影响植物的生长、发育的重要机制。 此前的相关研究并没有将植物微生物群,特
玉米根际土壤细菌群落的演替研究获进展
植物根际微生物类群对植物的营养吸收和健康生长意义重大。玉米是一种重要的经济作物,传统的研究方法由于分辨率较低,使得我们很难真正了解根际细菌群落的结构及其动态变化。 中国科学院成都生物研究所应用与环境微生物中心的研究人员与美国伊利诺伊大学Mackie研究团队合作,使用高通量测序方法分析了玉米
薇甘菊“三招”重塑根际氮循环占先机
薇甘菊作为全球公认的恶性入侵杂草,在我国南方地区快速扩散,严重威胁着农林生态系统的稳定与安全。尽管此前已有研究从基因组层面揭示了薇甘菊强大的遗传基础,但一个关键问题始终悬而未决:薇甘菊能否主动改造土壤微环境,为自己“创造竞争优势”?2月23日,发表于《微生物组》(Microbiome)的一项研究成功
根际菌群移植成功:构筑植物免疫新防线
近日,《自然》集团旗下的ISME Communications在线发表南京农业大学资源与环境科学学院沈其荣院士团队LorMe实验室的最新研究成果。该研究通过田间原位试验、根际微生物组分析和宏培养学等研究,揭示“根际菌群移植”可增强作物抵御土传青枯菌的根际微生态过程与机制。研究发现,供体和受体植物
美科学家取得大豆固氮技术的重大突破
氮是植物生长必不可少的营养素。美国国家科学基金会(NSF)日前发布消息称,华盛顿州立大学的生物学家成功开发出一种全新的植物固氮技术,利用空气中的天然氮显著提高大豆的产量和质量。实验证明,用这项技术可以使温室培植的大豆植株从大气中吸收相当普通大豆植株2倍的氮,大豆结子率高达36%。 这项新技
控毒固氮绿色增产关键技术助力大豆单产提升
9月26日,中国农业科学院在黑龙江嫩江召开重大科技任务“大豆花生控毒固氮耦合绿色高效关键技术研究”现场观摩暨工作推进会。现场测产专家组大面积机械化实打实收现场验收结果显示,北大荒集团七星泡农场(第五积温带)1200余亩连片大豆应用上述关键技术,亩产达257.48公斤,增产10.06%,且诱导大豆结瘤
这项研究为开发根际固氮微生物接种菌剂提供启示
近日,中国科学院成都生物研究所研究员尹华军团队以农田和森林土壤为试验对象,比较了不同种类和数量的碳源添加下非共生固氮速率的变化规律,并进而探讨了其微生物机制。相关研究成果发表于《应用土壤生态学》。非共生固氮(FLNF)是生态系统中普遍发生的重要氮输入过程。该过程需要大量能量,因而根系分泌物输入极可能
新研究揭示根际微生物调控水稻分蘖机制
近日,我国科学家在国家重点研发计划、中国科学院先导专项、国家自然科学基金等项目资助下,通过整合微生物组学、分子生物学、作物遗传学、天然产物化学及结构生物学等技术,首次系统揭示了根际微生物组调控水稻分蘖的功能与分子机制。研究发现,根际微生物组对水稻分蘖数具有显著影响,且这种影响依赖于植物激素独脚金内酯
适量施氮肥可强化益生菌在作物根际定殖
施氮肥影响作物和微生物肥料互作的机制 中国农科院供图近日,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业微生物资源团队揭示过量施氮肥影响作物和微生物肥料互作的分子机制,为合理施肥增强植物—益生菌互作提供了理论参考。相关研究成果发表在《植物生理》(Plant Physiology)上。据张瑞
研究发现根际土壤对施肥的抗扰能力更强
7月30日,中国林业科学研究院亚热带林业研究所人工林生态研究团队在《自然》旗下期刊《通讯-地球与环境》(Communications Earth & Environment)在线发表研究论文,量化了外源肥料添加对根际和非根际土壤化学及微生物性质的影响程度,为全球变化背景下农林系统施肥管理策略的制定提
生物所揭示非编码RNA协同调控固氮机制
近日,中国农业科学院生物技术研究所微生物功能基因组创新团队林敏课题组在水稻根际联合固氮施氏假单胞菌中发现新型非编码RNA参与协同调控固氮酶活性,为进一步揭示生物固氮网络调控机制奠定了重要理论基础。相关研究成果在线发表于《应用环境微生物学(Applied and Environmental Mic
非编码RNA-Nfi调控水稻固氮酶活性
近日,生物所微生物功能基因组创新团队林敏课题组在水稻根际联合固氮施氏假单胞菌中发现新型非编码RNA参与协同调控固氮酶活性,为进一步揭示生物固氮网络调控机制奠定了重要理论基础。该成果发表在最新一期的经典微生物学杂志《应用环境微生物学(Applied and Environmental Micro
深根豆科植物根际微生物对水分和氮素变化的响应机制
植物与微生物的相互作用有助于植物的营养、免疫和进化,对维持生态系统的稳定至关重要。氮(N)沉降和干旱是全球变化的主要驱动因素,两者通过改变资源的可利用性独立或交互地影响土壤微生物。虽然通过分析土壤微生物的性质可以将全球变化与生态系统养分通量联系起来,但是要想充分理解环境变化与植物生产力之间的复杂
玉米根际微生物群落组装策略获揭示
近日,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所植物营养团队揭示了养分胁迫下玉米根际微生物群落以功能需求为原则的组装策略。相关成果发表在《新植物学家》(New Phytologist)上。作物通过调控根际微生物群落结构和功能,可以有效提高作物养分利用效率。然而,根际微生物组在不同土壤类型和养分水平下的组
益生元可驱动根际微生物维持植物健康
土传病害是指存在于土壤中的植物病原性真菌、细菌、病毒和线虫侵染植物根系而导致的病害,是限制作物正常生长的重要因素之一,防治不当会造成巨大的经济损失。 采用生物方法防治土传病害是近些年的热门研究领域。近日,中国工程院院士沈其荣团队通过解析番茄发病植株和健康植株的根际代谢组,挖掘潜在的益生元,并结