青藏高原植物根际土壤微生物生物地理学驱动机制研究获进展
根际微生物在保护植物健康、提高植物生产力和次生代谢产物积累方面发挥着重要作用。植物根际土壤微生物群落构建过程一直是人们研究的热点问题。非生物因素,如土壤理化特性和气候因素,以及生物因素,包括植物种类、基因型和植物免疫系统,已被证明在驱动根际微生物组成方面起到重要作用。植物根际是一个丰富的生态系统,支持着细菌、真菌、古菌、原生生物、病毒、卵菌纲和线虫等多种生物。微生物之间的相互作用对植物根际土壤微生物的影响不容忽视。 为了阐明微生物-微生物之前的相互作用在根际土壤微生物群落组装和功能中的作用,中国科学院西北高原生物研究所研究团队横跨青藏高原1500公里,采集青藏高原特有植物山莨菪根际土壤,通过16S、18S和ITS高通量扩增子序列测定了山莨菪根际土壤中的细菌、真菌、古菌和原生生物群落组成。结果表明,山莨菪根际土壤细菌、真菌、古菌和原生生物均存在显著但微弱的距离衰减关系。通过对地理、生物和非生物因子的综合分析表明,原生生物与细......阅读全文
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
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
版纳植物园海拔梯度根际微生物研究获进展
中国科学院西双版纳热带植物园森林生态系统结构、功能与动态研究组基于长期监测海拔样地平台(海拔跨度800米至3800米,涵盖中国西南山地典型的热带、亚热带和亚高山森林生态系统),通过野外采集和样品测定,结合分子生物学实验及生物信息学分析,比较了三个气候带不同海拔梯度上寄主植物、根际微生物及其不同功能
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
温度阈值驱动青藏高原植物内生真菌多样性的生物格局
已有研究表明土壤微生物对温度升高的响应存在阈值效应。当环境温度跨过阈值,微生物多样性和丰度急剧下降。这种非线性响应增加了预测土壤微生物对气候变暖响应的难度。然而,鲜有关于植物微生物对温度升高的响应是否存在阈值效应的研究。植物微生物在促进植物生长和抵抗生物和非生物胁迫方面具有重要作用。忽视微生物对植物
微生物稀有物种对根际土壤磷有效性的调控机制
根际是植物养分获取的关键区域,也是土壤中最重要的微生物热区之一。由于土壤颗粒对磷素的强烈固定作用,农田土壤中存在着普遍的磷限制,成为植物生长和作物生产力的关键限制因子之一。有机磷占土壤磷素总量的30-80%,但不能直接被植物利用,需先在磷酸酶的作用下转化为无机磷,方可用于生长代谢。微生物是土壤磷
植物根系碳输入对非根际土壤碳库贡献的全球定量研究
原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/4/498167.shtm土壤是陆地生态系统最大的碳库,是全球碳循环的关键一环。土壤碳主要来源于植物根系碳输入(Iroot),但相当一部分Iroot进入土壤后会通过根际微生物呼吸、淋溶和动物啃食等过程快速流失(
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
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
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
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。
根际土壤线虫解磷微生物网络结构和功能研究获进展
资源竞争和生物间捕食作用是生物群落物种组成和多样性演变的关键驱动力。已有的研究较多地揭示了土壤微生物之间的资源竞争和生态位分化,但对生物捕食影响微生物多样性和群落结构演变的作用机制仍缺乏研究,尤其缺乏在野外开放环境下的长期试验研究。线虫是土壤中最丰富的无脊椎动物之一,线虫捕食作用影响了微生物的数
根际土壤有机碳组成和来源的垂直分异规律研究进展
土壤有机碳(SOC)的组成和主要来源是当前生态学和土壤学领域亟需解决的科学问题之一。根际作为受根系活动强烈影响的微生物热点区,根系生理代谢活性在土壤剖面的变异可能导致根际土壤碳(C)动态的垂直变异。然而,目前大部分研究仅关注非根际SOC化学组成和来源(植物源和微生物源C)的垂直分异规律,忽视了土
黄河流域棉区转Bt基因棉对根际土壤微生物数量及细菌...
1.研究区域概况 黄河流域棉区,地处30°~40°N,该区热量条件好,土壤肥沃,是我国最大的棉花产区和重要的商品棉基地。该区域属于温带大陆性季风气候,年平均气温11~14℃,年降水量500~700mm,无霜期165~230d,四季分明,雨热同季,春秋较短,冬夏较长。本研究选取陕西省、山西省、河北
植物益生菌根际精准调控信号分子研究进展的重要综述
根际微生物被看作作物的第二基因组,对植物生长、养分吸收、健康和逆境适应发挥重要作用,因此精准“操控”根际益生菌对农业绿色发展至关重要。农历大年三十,微生物学权威杂志《Current Opinion in Microbiology》在线发表题为“Chemical communication in
研究揭示黄河三角洲特色耐盐植物根际微生物组组装机制
近日,中国农业科学院烟草研究所滩涂生物资源保护利用创新团队揭示了黄河三角洲野大豆、田菁和甜高粱等耐盐碱植物根际微生物组组装机制,研究结果有助于理解微生物对宿主盐碱胁迫的调控作用,为创制并实现新型微生物制剂用于盐渍土改良奠定基础。相关研究成果发表在《微生物谱(Microbiology Spectr
沈阳生态所土壤碳氮矿化的根际激发机制研究取得进展
森林生态系统占有全球陆地生物圈45%的碳,其中大约有383Pg以有机碳的形式储存于森林土壤有机质。因此,森林土壤有机质矿化在减缓全球CO2浓度升高方面起着重要作用。越来越多的研究表明,根际激发效应显著影响土壤有机质分解和养分(尤其是氮)循环。根际激发效应最高可使土壤有机质分解速率加快近4倍,足以
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
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
苏建强研究团队在植物叶际微生物溯源研究获进展
植物叶际是人类居住星球上最重要的微生物储存库之一。在全球尺度下,叶际上栖息的细菌总数多达1026个,其中微生物密度在106至107个每平方厘米。植物叶际微生物是植物微生物组的重要组成部分,其在促进植物生长、保护植物不受外部病原菌侵害及参与植物碳氮循环中起重要作用。 虽然叶际微生物的多样性及丰度
南京土壤所在华北平原小麦根际微生物分布研究中获进展
根际是植物根系和土壤的交界面,蕴含了丰富的微生物类群,根际微生物对农作物的生长和健康均有影响。研究根际微环境下微生物的空间分布、解析其驱动因子,对阐明农田土壤微生物群落构建过程以及揭示其生态功能具有重要意义。 基于此,中国科学院南京土壤研究所褚海燕课题组2015年6月在大尺度下(80万平方公里
多环芳烃的微生物降解机制方面取得新进展
多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)的植物修复依赖于根际区植物和微生物的相互作用,根际对PAHs修复的效应归因于根际环境可以提高土壤微生物的生物量、活性和多样性等。研究PAHs降解的关键基因——双加氧酶(RHDα)基因可以为微生物对PAHs的响应
植物防御性次生代谢物苯并恶嗪可决定下一代生长和防御
植物可以通过向根际分泌生物活性分子来改变土壤微生物群,从而影响其后代的表现。根系分泌物除了为微生物生长提供碳和氮底物外,还作为信号分子、引诱剂、刺激剂、抑制剂和排斥剂来影响根际微生物。植物-土壤反馈是决定植物演替、植物种群、群落结构和植物多样性的重要因素。植物土壤反馈通常与土壤生物群的变化有关。
间作情况下不同作物根系吸收土壤养分的差异
在农业种植中如果实现不同作物的间作,不可避免地存在着种间竞争关系,包括对土 壤养分与水分资源的竞争。这些竞争主要分为地上竞争和地下竞争。由于作物的生理特性决定了作物对杨树的影响只能是地下竞争。树木与作物根系(包括木本作 物)以土壤为介质存在着水分和养分的地下竞争界面。非间作林地杨树根际土壤养分高于非
土壤有机碳分解温度敏感性的根际效应研究中获进展
根际土壤是植物和土壤相互作用的微生物代谢热点区域,其性质与非根际土的差异通常称为根际效应(Rhizosphere effects, REs)。根际土壤有机碳分解在驱动森林生态系统碳循环方面发挥重要作用,但在全球变暖背景下,人们关于根际土壤如何响应气温升高的即温度敏感性(Q10)的认知十分有限。
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
对抗土传病害:来杯噬菌体“鸡尾酒”
噬菌体是专门“吃”某一种细菌的一类微生物,具有高度的宿主特异性。通常它们不会侵染非宿主细菌。由于这种专一性,科学家一直想利用噬菌体防控土壤中那些对作物生长有害的病原细菌。 2月1日,《微生物组》(Microbiome)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的最新研究成果。该研究发
土壤酶化学计量研究进展(二)
土壤(A)和凋落物(B)胞外酶活性对氮沉降的响应 该文的通信作者Robert L. Sinsabaugh更是土壤酶活研究领域的领军人物,于08年在Ecology Letters上报道了全球尺度的土壤酶活化学计量研究成果(Robert L. Sinsabaugh, et al., 2008);于09
东北地理所在湿地植物根际铁碳关系研究中取得进展
目前,铁碳关系是湿地生物地球化学领域研究的热点问题之一,铁(Fe)氧化物对有机碳(OC)的双重作用,既可以通过吸附或共沉淀的方式保护有机碳避免受到微生物的分解,又可通过铁还原菌(FeRB)介导的异化还原铁过程导致铁结合态有机碳(OC-Fe)的释放。但目前铁碳关系的研究集中在大尺度上,鲜有研究考虑