科学家揭示氮肥施用对根际益生芽孢杆菌与植物互作有影响

近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业微生物资源团队揭示过量施氮肥影响作物和微生物肥料互作的分子机制，为合理施肥增强植物-益生菌互作提供了理论参考。相关研究成果发表在《植物生理(Plant Physiology)》上。

据张瑞福研究员介绍，氮肥是作物产量的重要保障，但是农业生产上过量施用氮肥造成了土壤酸化等不利影响。氮肥过量会降低豆科植物共生根瘤菌的结瘤固氮，但氮肥对于广泛存在的根际益生菌与作物互作的影响仍然未知，根际益生芽孢杆菌是微生物肥料的主要生产菌种，揭示氮肥施用对根际益生芽孢杆菌与植物互作的影响，有利于科学指导化肥和微生物肥料的配施。

该研究以微生物肥料典型生产菌种根际益生贝莱斯芽孢杆菌SQR9为对象，发现适量施用氮肥能显著提高菌株SQR9在作物根际的定殖数量，而施氮量不足或过量施用都会导致其定殖量下降。研究发现氮肥反硝化过程产生的一氧化氮气体是调控SQR9根际定殖的关键信号。进一步研究揭示了一氧化氮通过影响SQR9胞外基质γ-多聚谷氨酸的合成而调节其生物膜形成和根际定殖。适量施氮条件下强化的益生菌根际定殖可促进其植物益生功能发挥，最终提高作物的氮素利用效率。

该研究得到了国家自然科学基金、中国农科院科技创新工程等项目的资助。(科技日报记者 马爱平 通讯员 刘云鹏 金云翔)

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