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期刊：Soil Biology and Biochemistry题目：Carbon flow from roots to rhizobacterial networks: Grafting effects
通讯作者：凌宁 教授（南京农业大学、兰州大学）
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2024.109580
发表日期：2024-09-03
研究背景
植物通过将易利用的有机碳分泌到根际来从土壤中招募微生物。嫁接通常会通过改变从根部到根际的碳流动并招募抑制病原体的活性微生物来提高农作物的抗病性。
研究方案
为了研究嫁接如何影响根际碳流动，该研究利用13CO2标记和13C示踪来识别利用未嫁接和嫁接西瓜根系分泌物的活性根际细菌。将从操作分类单元 (OTU) 中识别出的活性微生物与宏基因组组装基因组 (MAG) 进行匹配，以获得活性物种的基因组信息。分析代谢组数据以耦合活性物种基因组信息预测的代谢过程。该研究目标是研究嫁接对根际活性微生物的影响，并追踪从根部到微生物群的碳流动。该研究提出科学假说：嫁接植物根际比未嫁接植物具有更多的微生物代谢网络和碳流动。总的来说，这种新方法的结合为更深入地了解嫁接在根际碳流动中的作用及其对有助于维持植物健康的微生物功能的影响铺平了道路。
研究结果
嫁接植物根际中招募的、可利用根系分泌物的潜在活性细菌种类数量是未嫁接植物的4倍。
这些潜在活性物种与宏基因组组装基因组 (MAGs) 相匹配，在未嫁接植物的根际中主要属于Sphingomonas，在嫁接植物的根际中主要属于Sphingomonas、Chitinophaga、Dyadobacter和Pseudoxanthomonas。Sphingomonas具有代谢植物自毒物质4-羟基苯甲酸的功能潜能。
此外，嫁接塑造了复杂的代谢相互作用，改变了潜在活性细菌种类之间原有的代谢依赖性。嫁接植物使地下碳流多样化，激活了更多有益微生物。