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微生物肥料菌種激發(fā)植物免疫防衛(wèi)并適應(yīng)活性氧爆發(fā)的機制

近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所農(nóng)業(yè)微生物資源團隊在根際促生菌應(yīng)對植物根系免疫方面取得新進展，揭示了微生物肥料菌種芽孢桿菌應(yīng)對植物免疫實現(xiàn)根際定殖的新策略。該研究成果為肥料微生物定殖的調(diào)控提供了理論參考。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物細胞與環(huán)境 （Plant Cell & Environment）》上。

據(jù)劉云鵬副研究員介紹，根際微生物是植物的第二基因組，對植物的生長和健康具有重要作用，其中具有根際益生功能的芽孢桿菌是微生物肥料的主要生產(chǎn)菌種，是支撐農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的重要投入品。微生物在植物根表的高效定殖是發(fā)揮有益功能的前提，很多微生物肥料的田間效果不穩(wěn)定就是由于其定殖效率較低導(dǎo)致，而這些微生物如何應(yīng)對植物免疫實現(xiàn)高效定殖是解決其定殖不穩(wěn)定的關(guān)鍵科學(xué)問題。

植物能夠識別細菌的保守分子并產(chǎn)生基礎(chǔ)免疫，并伴隨著活性氧的爆發(fā)，從而抵抗微生物的定殖。研究發(fā)現(xiàn)芽孢桿菌和它的鞭毛多肽（flg22）能夠引起根系的活性氧爆發(fā)，然而活體的病原菌由于對植物免疫的抑制和逃逸策略，并未激發(fā)植物的活性氧爆發(fā)。研究發(fā)現(xiàn)益芽孢桿菌卻能夠比病原菌耐受數(shù)倍濃度的活性氧。該研究證明芽孢桿菌的一類保守的雙組分調(diào)控系統(tǒng)ResDE參與了對活性氧的耐受并促進了芽孢桿菌的根際定殖。

該研究得到國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項目的資助。（作者：劉云鵬通訊員 金云翔）