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科研成果

朱书生教授团队揭示三七在自毒胁迫下募集有益微生物缓解连作障碍的机制

作者:杨敏 发表时间:2023-03-21 访问次数:

2023年3月9日,农林科学1区Top期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry在线发表了bevictor伟德朱书生教授团队题为“Autotoxic Ginsenoside Stress Induces Changes in

Root Exudates to Recruit the BeneficialBurkholderiaStrain B36 as Revealed by Transcriptomic and Metabolomic Approaches”的研究论文。该论文联合转录组学和代谢组学揭示了三七在自毒皂苷胁迫下,通过调控根系分泌物中的肉桂酸募集根际有益微生物缓解连作障碍的机制。

连作障碍是作物生产过程中面临的严重问题,土传病原菌和自毒物质在根际土壤中的积累是引起连作障碍的重要因素。根腐病是连作障碍的主要表现形式,三七根系分泌的自毒皂苷类物质通过破坏根细胞壁和刺激土传病原菌的生长协同加重根腐病。为了应对此种情况,三七也能募集降解自毒物质并拮抗根腐病原菌的根际微生物以减轻根腐病的发生和危害。然而,三七在自毒皂苷胁迫下如何通过根系分泌物调控根际有益微生物的机制目前还不清楚。

三七在自毒皂苷胁迫下通过调控根系代谢和分泌募集有益菌B36的机制

本研究结合转录组和代谢组分析,发现自毒皂苷胁迫能激活三七根系中苯丙素生物合成和α-亚麻酸代谢途径,增加根系分泌物中肉桂酸的含量。肉桂酸不仅可以促进B36的生长和生物膜形成,还能增强B36在土壤中的定殖能力,协同缓解三七连作障碍。研究结果一方面阐明了自毒皂苷胁迫下三七根系调控根际有益微生物的机制,另一方面可将特定代谢物和微生物作为益生元和益生菌,形成抗病的植物微生物共生体,对根腐病的生态防控具有重要意义。

bevictor伟德朱书生教授团队博士研究生邓琳梅、罗丽芬为该论文的共同第一作者,博士研究生王罗涛、张俊星,硕士研究生李玥、字变仙以及刘屹湘教授、黄惠川副教授、梅馨月副教授、邓维萍副教授、叶辰博士参与了部分工作;杨敏教授和朱书生教授为该论文的共同通讯作者。本研究得到了云南省重大科技专项(202102AE090042)、国家自然科学基金(32060719和31772404)、云南省创新团队(202105AE160016)、国家重点研发计划项目(2021YFD1601003)等项目资助。

原文链接:https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c00311