5月24日，国际农林科学顶级学术期刊《PLANT AND SOIL》在线发表了前沿交叉学科研究院生物学研究中心申鸿、何新华、王鑫、夏庆友教授等合作的最新研究成果“Co-occurrence network analyses of rhizosphere soil microbial PLFAs and metabolites over continuous cropping seasons in tobacco”。
该研究在连作3年烟草土壤中，应用前沿交叉研究方法，对微生物分子标记法（PLFA）和土壤代谢物进行共发生网络分析，首次发现除酚酸类物质正反馈效应外，肌醇（myo-inositol）和多糖（D-(−)-ribofuranose， D-(+)-cellobiose）可以通过影响根际微生物群落结构，对连作植物生长起负反馈抑制作用。土壤是生态学中能量转化、物质循环、信息交流的主要场所，土壤的健康程度与整个生态系统的功能息息相关。连作障碍是指同种作物连续种植，即使在正常的栽培管理措施下，也会出现植株长势变弱，产量和品质下降的现象。迄今为止的研究表明, 连作障碍产生的原因主要有土传性病虫害、土壤理化性状劣化以及由根系分泌物和残茬分解物等引起的酚酸自毒作用等。
本研究首次发现除上述正反馈因素外，还存在负反馈因素：（1）肌醇类物质的“扳机效应”，即连作第二年myo-inositol的异常低表达，结合（2）作为碳源的D-(−)-ribofuranose和 D-(+)-cellobiose低表达，能够负反馈诱导土壤微生物群落结构发生变化，从而导致因根际微生态环境发生改变，引起植物生长受抑制的连作障碍发生。该研究成果对于连作障碍的发生机制有了更为全面和深入的认识。
本研究得到了国家自然科学基金、重庆市科委重大基础前沿基金、国家烟草总局、双一流学科建设等经费的支持，体现了多学科交叉合作的特点。通讯作者为杨星勇教授、何新华教授、夏庆友教授，申鸿与闫文慧（研究生）为共同第一作者。
论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s11104-020-04560-x
供 稿：申 鸿