根际微生物对大豆与根瘤菌的相互作用非常重要

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图片来源： 《国际微生物生态学会杂志》

近日，《国际微生物生态学会杂志》在线发布了华中农业大学植物科技学院教授李霞团队的最新成果。 该研究揭示了不同土壤条件下大豆根际微生物的变化及其调控速度、慢生根瘤菌与大豆的相互作用、定植特异性机制，为提高大豆根瘤菌的环境适应性和逆境下结瘤效率提供了重要的理论依据。

豆科植物―根瘤菌共生是植物―微生物共生的重要类型，这种共生关系的建立非常复杂，受到多种因素的影响。 大豆可以与速生根瘤菌和慢生根瘤菌共生。 但很久以前就发现这两种根瘤菌与大豆相互作用呈明显的地理差异。 即在我国东北和南方大豆种植区，大豆根瘤菌主要以慢生根瘤菌为主。 在黄淮海大豆主产地，大豆根瘤菌作为速生根瘤菌占绝对优势。

由于这些大豆主产区土壤酸碱性质不同，根瘤菌在大豆根瘤中的定植特异性可能主要由土壤酸碱性质决定。 大豆根际有特定的微生物群落，受环境影响。 但在不同土壤类型中，大豆根际微生物的组成是否发生了变化，大豆根际微生物是否影响了两种根瘤菌与大豆相互作用的特异性，尚未见报道。

论文第一作者、华中农业大学博士后韩琴发现，来自三个大豆主栽区的三种类型土壤(武汉酸性、吉林中性和河北碱性)中，根际微生物组成存在显著差异，且根瘤菌与其他根际细菌存在明显的相互作用关系。

进一步研究表明，芽孢杆菌和假单胞菌等大豆根际微生物参与了根瘤中速生、慢生根瘤菌的定植。 值得一提的是，在培养的278株候选芽孢杆菌中，蜡样芽孢杆菌菌群不仅能特异性地促进速生根瘤菌，抑制慢生根瘤菌的生长，而且能缓解碱胁迫对速生根瘤菌根瘤菌的负面影响，增加根瘤菌的生根。

研究结果证明，根际细菌微生物群在大豆根瘤菌—宿主相互作用和共生关系形成中起着重要作用。 这些发现为利用合成细菌群落提高大豆根瘤菌共生固氮效率提供了科学依据。

相关论文信息： doi.org/10.1038/s 41396-020-0648-9

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