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朱书生教授团队揭示三七募集有益微生物缓解连作障碍的效应和机制

作者:杨敏 发表时间:2021-11-26 访问次数:

2021年11月10日,美国微生物学会著名期刊Microbiology Spectrum(IF=7.171)在线发表了云南农业大学植物保护学院朱书生教授团队题为“Enrichment ofBurkholderiain the rhizosphere by autotoxic ginsenosides to alleviate negative plant-soil feedback”的研究论文。本研究揭示了三七根系分泌的自毒皂苷会募集有益微生物来降解自毒代谢物并拮抗根腐病菌,从而缓解连作障碍的效应和机制。

三七在生长过程中会通过根系不断地向土壤中分泌自毒皂苷等自毒物质,但是对于生长期的三七而言大多不会表现明显的自毒危害。只有在三七收获后,在连作土壤中再植三七才表现严重的自毒危害。什么原因导致三七能适应自身分泌到根际的有毒代谢物质一直是大家关注的焦点。根际微生物被认为是植物的第二基因组,在帮助植物抵御逆境胁迫过程中起着非常重要的作用。三七根系对自身有害代谢物的适应可能与根际微生物对有毒代谢物的降解有关。本研究发现三七根际土壤微生物组能降解三七自毒皂苷同时拮抗根腐病原菌,借助16S rRNA测序方法进一步确认自毒皂苷能显著富集三七根际土壤中有益菌群Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia。该菌群中Burkholderiasp. B36表现显著的降解皂苷和拮抗根腐病原菌(Ilyonectria destructans)的能力。

图1 三七根际微生物的分离鉴定及其对自毒皂苷降解活性的研究

有趣的是,自毒皂苷可以刺激Burkholderiasp. B36的生长和生物膜的形成,最终增强