西北工业大学“超高产水稻的土壤微生物驱动机制”研究成果在“世界土壤日”获国际高度关注

更新时间:2020-12-07 17:55:00作者:

  每年的12月5日是联合国“世界土壤日”。2020年土壤日主题为:“保持土壤生命,保护土壤生物多样性”(Keep soil alive, Protect soil biodiversity)。为纪念这一日子,国际土壤学顶尖学术期刊《土壤生物学和生物化学》(Soil Biology and Biochemistry)编辑部发表社论,遴选出2020年5篇深度切合这一主题的高亮文章。其中,以西北工业大学生态环境学院钟杨权威副教授为第一作者,王文教授为第一通讯作者的、题为“Soil microbial mechanisms promoting ultrahigh rice yield”的研究论文被推荐为其中的第一位,并作为开放自由获取论文直到2030年(https://www.journals.elsevier.com/soil-biology-and-biochemistry/article-selections/soil-biology-biochemistry-editorial-world-soil-day-2020)。

  社论指出,《土壤生物学和生物化学》每年发表约350篇研究论文和综述,该高亮论文揭示了一个著名的水稻超高产地点——云南省永胜县涛源乡的土壤里有较高的细菌多样性以及能更有效把氮转化为植物易于利用形式的菌落,从而对此地的水稻超高产有重要作用,该论文“对全球粮食生产和粮食安全有深远意义”(has profound implications for global food production and food security)。

  云南省永胜县涛源乡因特殊的水稻超高产而闻名世界,其产量超过13吨每公顷,远远超出同种管理模式下的其它稻田产量。该研究以稻田土壤和根系微生物组为切入点,选取采自涛源超高产特殊生态区与其他地区普通稻田水稻四个关键生长期的土壤和根系样品为研究对象,通过施氮实验、结合宏基因组与转录组测序分析技术等研究发现相比其他地区稻田土壤,涛源稻田土壤拥有更加多样的细菌群落,较低的真菌多样性,有丰富的与氮循环相关的微生物群落,这些菌落导致较高的土壤硝化功能,并诱导了根系中硝酸根转运体的高表达,进而提高了水稻产量。这些结果揭示了土壤微生物介导的氮养分循环对涛源超高产水稻形成的潜在作用机制,为提高水稻等粮食作物的产量提供了新思路。

  该研究于2020年4月发表在《土壤生物学和生物化学》上。该期刊由爱思唯尔(Elsevier)出版集团出版,在土壤科学领域排名首位。论文研究得到了国家重点基础研究项目、国家自然科学基金等项目的支持,中国农业科学院油料作物研究所胡继宏副教授及云南省农业科学院粮食作物研究所夏琼梅为共同第一作者,云南大学农学院胡凤益教授及云南省农业科学院粮食作物研究所杨丛党研究员为共同通讯作者。论文发表之初,即被刊物推荐为“编辑推荐”(Editors’ choice)论文。

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