3月19日,我校吳鳳芝教授、周新剛研究員等在解析植物多樣性種植提高植物生産力機理方面取得重要進展,成果以《Interspecific plant interaction via root exudates structures the disease suppressiveness of rhizosphere microbiomes》為題發表于Cell子刊、植物科學領域國際權威期刊《Molecular Plant》(影響因子:21.949),我校為第一完成單位。該研究揭示了根系分泌物介導的植物種間互作通過誘導作物根系分泌物變化促進有益微生物根際定殖,從而抑制作物土傳病害。(全文鍊接:https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(23)00073-4)

集約化農業極大地提高了農業生産效率,但不合理的集約化管理措施導緻的土壤質量下降、土傳病害加劇等連作障礙問題日益突出,制約了集約化農業可持續發展。多樣性種植體系中,植物間可以通過種間互惠作用提高植物生産力。例如,間套作等多樣性種植模式可以抑制作物病害、促進作物生長。吳鳳芝課題組前期發現,分蘖洋蔥(Allium cepa var. agrogatum Don.)伴生可以有效促進番茄(Solanum lycopersicum)等作物生長,并能抑制番茄黃萎病等土傳病害發生。該研究以分蘖洋蔥-番茄伴生體系為模式,解析了根系分泌物影響鄰居植物根際微生物招募的機理。研究發現,番茄根系能感知分蘖洋蔥根系分泌物中的信号物質(如二氫槲皮素);之後,番茄改變了自身根系分泌物組分,從而招募了有益微生物、塑造了抑病型根際微生物組;番茄根際招募的有益微生物能通過直接拮抗作用和誘導植物系統抗性抑制番茄黃萎病。該研究進一步闡明了植物種間互作驅動抑病型根際微生物組構建的機制,并為植物根際微生物組精準調控提供了新思路。

根系分泌物介導的植物種間互作塑造根際微生物組抑病力的機理模式圖
我校伟德国际weide吳鳳芝教授和南京農業大學資源與環境科學學院韋中教授為該論文通訊作者,我校伟德国际weide周新剛研究員為該論文第一作者。我校伟德国际weide張敬禹和Muhammad Khashi u Rahman博士、高丹美副教授,美國賓夕法尼亞州立大學Francisco Dini-Andreote教授參與了該項研究。該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金委面上項目、國家大宗蔬菜産業技術體系項目的資助。
伟德国际weide吳鳳芝教授團隊主要從事設施蔬菜連作障礙及調控的研究。近年來,承擔了國家大宗蔬菜産業技術體系(連作障礙克服技術研發崗位專家)、國家自然科學基金(14項)、國家重點研發計劃等項目;發表科研論文290餘篇,其中SCI論文130餘篇;授權連作障礙克服相關專利10餘項;獲國家科技進步二等獎1項,省部級科技進步一等獎2項、二等獎4項。
周新剛簡介:研究員、博士生導師,入選“龍江學者支持計劃”青年學者、黑龍江省高校青年創新人才培養計劃、黑龍江省“頭雁”團隊等。主持了國家自然科學基金(4項)、省優秀青年基金等課題10餘項;獲省部級一等獎1項、二等獎2項,以及教育部全國優秀博士學位論文提名;以第一/通訊作者發表SCI論文60餘篇,其中ESI高被引論文7篇。