根际化学信号物质与土壤养分转化
2020-12-21陆玉芳施卫明
生物技术通报 2020年9期
陆玉芳 施卫明
(中国科学院南京土壤研究所,南京 210008)
根际是指植物根周围数毫米范围内的微域环境,是植物与土壤进行物质和能量交换的活跃中心,在植物与植物,植物与土壤生物以及土壤环境相互作用中起着至关重要的作用。自1904年德国科学家Lorenz Hiltner提出“根际”概念以来,根际研究迄今已有100多年的时间,国内外研究人员已在根际研究方法、根际养分特征、根系分泌物鉴定与调控机制等方面取得了长足的进步[1-3]。随着近年来根际微生物组研究的蓬勃发展[4-6],以及质谱鉴定和组学技术的日新月异,植物与微生物之间的根际化学对话研究受到科学家的高度重视,并迅速成为植物学与生物学领域的研究前沿与热点。根际强化调控需要我们明确植物-微生物之间是通过何种“语言”进行对话的[7]。
几乎所有涉及植物与相关微生物的相互作用都依赖于合适的化学信号。目前,已有很多研究明确了植物或微生物产生的低分子量信号物质的主要功能,包括根际微生物组的招募、塑造和活性调控[8];诱导植物免疫系统而抑制病原菌[6];诱导细菌趋化,维持植物生长,养分吸收利用和胁迫耐受性[9-10];调节地下到地上的互作[11]。可见,根际信号物质在植物抗病、抗逆以及养分吸收利用中均有重要作用,对于它们的研究将有助于提高作物产量,减少过量农药和高量氮肥使用,为环境友好的绿色农业发展作出贡献[12]。然而,养分转化与高效利用是植物生长和抵抗逆境胁迫的基础,本文主要围绕根际化学信号物质在氮、磷、铁养分转化中的最新研究进展进行综述。……
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