《基於多因素調控下水稻根際微生物組學研究》是依託浙江大學，由徐艷擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於多因素調控下水稻根際微生物組學研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：徐艷
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來，隨著分子生物學研究手段的日益發展，根際微生物組學研究成為現代科學研究的熱點，基於根際微生物組結構變異對植物養分轉化吸收和作物產量提升等的影響越來越受到國內外學者的廣泛關注。但相對於動物微生物組來說，植物根際微生物組的研究還處於起步階段，關於根際微生物組形成的外界調控因素以及根內微生物的定殖機制等方面還需要進一步深入研究。作為水稻種植大國，我國水稻種植土壤類型多樣且水稻品種繁多，因此，本項目基於高通量測序和轉錄組技術開展具有中國特色的水稻根際微生物組研究，系統分析我國水稻根際微生物組結構組成的地域特徵和遺傳特徵，探討水稻根系泌氧特性對根內微生物的選擇塑造過程和定殖機理，同時外源添加典型有機氯代污染物，揭示污染物遷移轉化對根際微生物組結構的影響過程，這為根際污染修復技術的發展提供理論依據，同時也開拓了通過調控根際微生物組結構途徑來提高水稻產量和穩定性的新思路。
結題摘要
根際微生物在調節植物養分吸收以及提升環境適應能力等方面潛力巨大，特別是隨著分子生物學技術的發展，開展植物根際微生物結構組成的影響因素及調控機制研究成為目前廣泛關注的熱點。本項目擬採用微宇宙培養和溫室盆栽培養相結合，通過穩定同位素標記和現代分子生物學技術，對調控水稻根際微生物組的外源因素開展系統地研究並取得以下主要研究結果：（1）基於我國不同水稻品種（粳稻、秈稻和雜交稻）和土壤類型（黑土、黃斑田和紅壤）的盆栽培養結果表明，根際分區（根內、根際和對照）是造成水稻根際微生物群落組成差異的最大因素，其次為土壤類型。水稻基因型對根際微生物組群落具有微小但顯著（p＜0.05）的影響，且對根內微生物群落的影響顯著高於根際微生物群落。另外，雜交稻兼具粳稻和秈稻的特性，能夠同時吸引適宜在粳稻和秈稻根內環境中生長的微生物種群。（2）研究表明水稻根內微生物（細菌、真菌和古菌）群落組成具有部分遺傳特性，親代與子代水稻根內微生物組成既有相似性又存在特異性。（3）氯代有機污染條件下，根際分區是影響水稻根際細菌群落組成差異的最大來源（71.65%），其次是水稻基因型（2.98%）和污染濃度（2.49%）。對於真菌群落而言，根際分區（47.37%）和水稻基因型（21.98%）共同影響水稻根際微生物群落的結構組成。（4）晝夜周期性交替變化顯著影響水稻根系的泌氧過程，並對根際微生物的活性影響顯著。水稻根系泌氧過程抑制了根際土壤中氯代有機污染物的消減，同時進一步影響其根際微生物組的結構組成，且雜交稻的抑制作用比粳稻和秈稻品種低。（5）揭示了水稻核心根內微生物OTUs主要由變形桿菌門（Proteobacteria）組成，且核心根內微生物占其總含量的72.5%，表明儘管土壤類型和水稻基因型不同，根核心心微生物組的結構組成具有普遍性。項目研究成果對於開展根際微生物組促進作物生長發育和提高植物抗逆性等方面具有重要意義。
