據張瑞福研究員介紹,氮肥是作物產量的重要保障,但是農業生產上過量施用氮肥造成了土壤酸化等不利影響。氮肥過量會降低豆科植物共生根瘤菌的結瘤固氮,但氮肥對于廣泛存在的根際益生菌與作物互作的影響仍然未知,根際益生芽孢桿菌是微生物肥料的主要生產菌種,揭示氮肥施用對根際益生芽孢桿菌與植物互作的影響,有利于科學指導化肥和微生物肥料的配施。

該研究以微生物肥料典型生產菌種根際益生貝萊斯芽孢桿菌SQR9為對象,發現適量施用氮肥能顯著提高菌株SQR9在作物根際的定殖數量,而施氮量不足或過量施用都會導致其定殖量下降。研究發現氮肥反硝化過程產生的一氧化氮氣體是調控SQR9根際定殖的關鍵信號。進一步研究揭示了一氧化氮通過影響SQR9胞外基質γ-多聚谷氨酸的合成而調節其生物膜形成和根際定殖。適量施氮條件下強化的益生菌根際定殖可促進其植物益生功能發揮,最終提高作物的氮素利用效率。

該研究得到了國家自然科學基金、中國農科院科技創新工程等項目的資助。

(中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所供圖)