在同一塊地長期種植同一種作物，為什么長勢會變差、病害會變多？中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員朱寶利團隊通過給百合配備專屬“微生物保鏢”，找到了更優(yōu)解決方法。近日，相關(guān)研究成果發(fā)表于《園藝研究》。
與化學(xué)農(nóng)藥相比，利用內(nèi)生微生物開展生物防控具有環(huán)境友好與可持續(xù)性的優(yōu)勢。然而，如何從復(fù)雜的自然微生物組中篩選有效菌株，構(gòu)建具有定向抑病功能且穩(wěn)定性強的人工合成微生物群落，并闡明作用機制，仍是當(dāng)前微生物生態(tài)與植物保護領(lǐng)域的重要課題。
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，連作會導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降、病害加劇，百合也不例外。研究綜合運用田間采樣、微生物組測序及功能驗證等方法，系統(tǒng)解析了食用百合在長期連作體系中內(nèi)生菌群的結(jié)構(gòu)動態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，連作不僅導(dǎo)致土傳病原真菌尖孢鐮刀菌的積累，同時也伴隨有益菌群的協(xié)同富集，形成一種“拮抗—平衡”的復(fù)雜微生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。
研究團隊從百合鱗莖中分離獲得包括根瘤菌屬、甲基桿菌屬及真菌Talaromyces屬在內(nèi)的核心拮抗菌株，并通過組合篩選構(gòu)建了多種合成菌群，好比為百合配上了“微生物保鏢”。試驗結(jié)果顯示，與單一菌株相比，復(fù)合菌劑在促進植株生長與抑制病原菌方面均表現(xiàn)更優(yōu)，不僅能有效抑制尖孢鐮刀菌活性，還能明顯促進百合根系生長。
據(jù)介紹，研究揭示了連作條件下百合內(nèi)生微生物群落的生態(tài)動態(tài)與功能協(xié)同機制，創(chuàng)新提出基于核心菌群構(gòu)建“定向拮抗型合成微生物群落”的新策略，為緩解連作障礙和減少化學(xué)農(nóng)藥依賴提供了可持續(xù)的生態(tài)解決方案。該成果在微生物生態(tài)學(xué)理論與農(nóng)業(yè)應(yīng)用間搭建了新橋梁，對推動綠色農(nóng)業(yè)與土壤健康管理有重要的科學(xué)意義與應(yīng)用價值。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1093/hr/uhaf286