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。

(中国农业科学院农业资源与农业区划研究所供图)