近日，成都大学杂粮加工重点实验室2021级硕士生邱庆成所在的杂粮育种与栽培创新团队在微生物领域期刊Frontiers in Microbiology上在线发表了题为“Interkingdom multi-omics analysis reveals the effects of nitrogen application on growth and rhizosphere microbial community of Tartary buckwheat”的研究论文。

苦荞麦（Fagopyrum tataricum Gaertn.）是蓼科（Polygonaceae）荞麦属（Fagopyrum Mill）双子叶植物，营养价值高、保健功能强，是健康食品生产的优质原料，被列为可保障未来粮食产量和营养摄入的替代性作物之一。我国苦荞主要分布在西南高寒和边远贫困民族山区，是山区农民主要栽种的粮食作物和经济作物。我国苦荞平均产量较低，产量难以突破，难以满足市场需求，已成为限制苦荞产业发展的瓶颈问题。究其原因，苦荞种植区生产水平较低、管理粗放，特别是氮肥不合理使用、氮肥利用效率低，导致苦荞产量一直低而不稳。提高作物氮肥利用效率是促进增产和减少施氮的有效手段。因此，明确苦荞氮素利用的科学理论和调控机理，将为提高苦荞氮素利用效率和增产提供重要依据。

本研究以不同苦荞品种为研究材料，通过田间试验分析了不同施氮条件下的农艺性状、产量、根际土壤养分和微生物群落结构，解析了施氮调控苦荞的根际土壤环境变化和根际微生物机制。研究结果表明，合理施氮增加了苦荞的株高、茎粗、氮积累和产量，并增加了苦荞根际土壤细菌和真菌的相对丰度和多样性，进一步的分析发现施氮增加了苦荞根际土壤中鞘氨醇单胞菌等有益细菌的丰度，降低了根际土中镰刀菌等致病菌的丰度。此外，本研究首次应用跨界多组学整合分析，整合基因组重测序、转录组和根际微生物组数据，在不同苦荞品种中鉴定出87个具有序列变异的氮素吸收利用调控基因，可能参与苦荞根际招募微生物。该研究基于生理、基因和根际微生物三个层面，首次运用跨界多组学分析技术研究苦荞吸收利用氮素的作用机理，提升了对苦荞根-微生物互作机制的研究水平，对于提高苦荞氮素利用效率和增产具有重要意义。

通过跨界多组学筛选获得参与苦荞根-土互作的候选基因

该研究由成都大学和贵州省烟草科学研究院联合完成。成都大学农艺与种业专业硕士研究生邱庆成为本文第一作者。成都大学刘长英副研究员、贵州省烟草科学研究院李寒博士为本文通讯作者。本项工作得到了国家现代农业产业技术体系、四川省自然科学基金等项目的支持。

论文链接：

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2023.1240029/full

转自：“植物研究进展”微信公众号

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