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2019年4月29日NatureBiotechnology在线宣布了中国科学院遗传与发育研讨所白洋和储成才研讨组协作的题为“NRT1.1Bisassociatedwithrootmicrobiotacompositionandnitrogenuseinfield-grownrice”研讨论文,提醒籼粳稻根系微生物组与氮肥使用功率联系。

在土壤中,植物的根系除了固着植物并作为吸收水分和养分的器官以外,仍是微生物集合休息和繁殖的场所。这些微生物及其相互联体系称为根系微生物组。这些根系微生物伴随着植物的整个成长周期,协助植物吸收养分、反抗病害和习惯钳制环境。亚洲培育稻首要分为籼稻和粳稻两个亚种。比较粳稻,籼稻一般表现出更高的氮肥使用功率。已有研讨标明,籼稻中的一些基因如NRT1.1B的天然变异在进步籼稻氮肥使用功率中起着非常重要的效果。但是,水稻籼粳亚种间根系微生物组成是否影响其氮肥使用功率仍不清楚。

中国科学院遗传与发育生物学研讨所白洋课题组与储成才课题组协作,经过比较田间成长的68个籼稻和27个粳稻品种,发现籼稻和粳稻形成了天壤之别的根系微生物组。籼稻根系富集的微生物组的多样性明显高于粳稻,且根系富集微生物组的特征可以作为区别籼粳稻的生物标志。有意思的是,籼稻根系比粳稻富集更多与氮循环相关的微生物类群,然后具有愈加活泼的氮转化环境,这可能是导致籼稻氮肥使用功率高于粳稻的重要原因之一。经过遗传学试验发现,NRT1.1B的缺失和籼粳间的天然变异明显影响水稻根系微生物组,而这些微生物大部分具有与氮循环相关的功用。因而,水稻经过NRT1.1B调控根系具有氮转化才能的微生物,然后改动根际微环境,从而影响籼粳稻田间氮肥使用功率。

研讨者经过改善后的高通量微生物别离培育和判定体系,成功别离培育了水稻根系70%的细菌品种,建立了首个体系的水稻根系细菌资源库。使用水稻根系细菌资源库人工重组了籼稻和粳稻特异富集菌群,发现籼稻富集菌群比粳稻富集菌群可以更好地促进水稻在有机氮条件下的成长,进一步证明了籼稻与粳稻氮肥使用功率的差异与根系微生物组有关。

该项研讨不只提醒了水稻亚种间根系微生物组与其氮肥使用功率的联系,证明了NRT1.1B在调控水稻根系微生物组的关键效果;更为重要的是,建立了榜首个水稻根系可培育的细菌资源库,为研讨根系微生物组与水稻互作及功用奠定了重要根底,一起也为使用有利微生物、削减氮肥的施用奠定了根底。

白洋组博士后张婧赢、工程师刘永鑫、博士生张娜、储成才组副研讨员胡斌和华大基因的金桃为一起榜首作者,中国科学院遗传与发育生物学研讨所的储成才研讨员和白洋研讨员为一起通讯作者。该研讨得到了中国科学院战略性先导科技专项、前沿科学要点研讨项目、国家天然科学基金面上项目和中国科学院微生物组项意图支撑。

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