推荐:江舜尧
编译:小憨豆
编辑:小菌菌
美国加州大学戴维斯分校植物生物学系VenkatesanSundaresan团队于2019年10月24日在《GenomeBiology》上发表了题为《Soil domestication by rice cultivation results in plant-soil feedback through shiftsin soil microbiota》的文章,该研究描述了全球最重要的粮食作物水稻连续单作对土壤微生物群和植物-土壤反馈的影响。
背景
土壤是农业生产力的关键组成部分,土壤微生物群决定了许多重要植物营养素的可用性。土壤的农业驯化,即将以前未开垦的土壤转变为耕作状态,经常伴随着单一栽培方式,特别是在发展中国家。但是,对于土壤驯化后持续栽培如何改变原核土壤微生物群落结构,包括作物在多大程度上影响土壤微生物群落组成,以及由于栽培引起的微生物群落组成的变化如何影响作物性能,人们知之甚少。
结果
本研究表明,主要粮食作物水稻在淹水条件下,土壤细菌和古细菌群结构往一致方向转变与水稻的连续单季栽培(>8个生长季节)与有关,同时连续单作也驯化了以前未开垦土壤的微生物群。除了农业耕作方式的潜在影响外,作者还证明,水稻本身是微生物群驯化过程的重要驱动力,它通过有选择地富集特定类群而发挥作用。此外,作者还发现,由水稻栽培驯化的土壤微生物群,通过对水稻幼苗活力的负面影响,有助于植物-土壤的反馈。
结论
水稻持续单季栽培的土壤驯化导致了土壤微生物群的组成变化,这在一定程度上是由水稻驱动的,其影响包括对植物性能的负面影响和排放温室气体微生物的增加。
文中重要图片说明
图1 | 种植水稻驯化未开垦土壤中水稻根际微生物组
图2 | 水稻在淹水稻田中生长与本地种植物种的根际微生物在组成上有着明显的区别
图3 | 水稻和本地种植物种根相关群落中产甲烷古菌和产甲烷营养细菌的富集对比
图4 | 土壤驯化改变了不同分类OTUs的相对丰度
图5 | 驯化土壤群落与未栽培土壤群落组成差异与水稻植株生长差异相关
图6 | 实验设计
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