近日，資源環(huán)境學院根系生物學研究中心田江研究員課題組在《Plant, Cell & Environment》（中科院一區(qū)Top期刊）發(fā)表題為“Genistein exudation drives spatial root allocation and heterogeneous microbial communities to enhance phosphorus acquisition in soybean-maize intercropping”的研究論文。
大豆/玉米間作作為典型的豆禾互補種植模式，已被廣泛證實能夠協(xié)同高效地提升作物對土壤磷效率。然而，玉米/大豆根系交互對微生物異質(zhì)性分布及其在作物磷高效中的作用機制鮮有報道。本研究揭示了與玉米間作后，大豆根系分泌的染料木素通過調(diào)控根系的空間分布及根際微生物群落異質(zhì)性，促進間作體系磷的高效利用。與野生型大豆相比，GmHAD1-2干涉株系由于減少了染料木素的分泌，不僅限制大豆根系向非交互區(qū)擴展，還顯著降低了非交互區(qū)芽孢桿菌和交互區(qū)假單胞菌的豐度，最終抑制了大豆的間作優(yōu)勢。進一步通過分離純化及回接試驗證實，非交互區(qū)的芽孢桿菌可以分泌生長素調(diào)控大豆根系生長，而交互區(qū)的假單胞菌則主要活化根際土壤磷并增強根系磷吸收活性。綜上，根系空間分布特征及根區(qū)微生物群落異質(zhì)性對間作優(yōu)勢的形成具有決定性作用，且該過程受大豆根系染料木素分泌的調(diào)控。本研究揭示了大豆/玉米間作下根系分泌物驅(qū)動的微生物分區(qū)效應是植物提高磷吸收效率的重要策略，為優(yōu)化可持續(xù)間作體系提供新見解。
華南農(nóng)業(yè)大學根系生物學研究中心在站博士后張兵兵和在讀碩士研究生江華東、鄭桂填為該論文共同第一作者，田江研究員為通訊作者。研究獲得國家重點研發(fā)計劃和科技創(chuàng)新2030-重大項目等項目資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1111/pce.70020
