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四种管理策略下新的小麦微生物组分析
日期:2017-12-05 作者:编译:龚晶 来源:农科智库 点击:
     众所周知,不同的生产管理策略会对农作物生长及其产量造成不同的影响。但是,就整个植株而言,不同的管理策略对微生物层面的影响是什么?美国密歇根州立大学的分子生物学家的Kristi Gdanetz和Frances Trail正试图回答上述问题。他们在传统、免耕、有机和减少化学品投入四种常规管理策略下,对小麦微生物组(microbiomes)进行了描述性分析。
    他们的分析方法和数据近期发表在了完全开放获取期刊《Phytobiomes》上,可供来自科研机构和企业的研究人员自由获取,以有助于进一步研究农作物微生物组及其在减少疾病和增加产量方面的作用。他们的研究是在一个独特的试验田上进行的,该地块对于研究四种管理策略下与小麦有关的微生物影响极为理想。为了便于研究,他们选出了24个小型地块,每个面积1公顷,随机分布在试验田中。此外,每个地块都以“小麦-玉米-大豆”的方式轮作。这种轮作方式在密歇根州立大学凯尔若歌(Kellogg)生物实验站已经应用了20多年,得到了国家自然科学基金长期生态研究项目的资助。
    在农作物生长季的不同阶段,针对每个小型地块上生长的小麦根茎叶,Gdanetz和Trail收集了超过200个样本。然后,相关研究人员使用高通量扩增子测序(high-throughput amplicon sequencing)对样本进行了处理,以鉴定其中的微生物群落。同时,也在样本中进行了微生物培养收集,从而为分离和培育特定的微生物分类群提供有价值的资源。
    在此之后,生存于植物内部的特定内生菌,或微生物真菌,被从样品中分离出来,并测试对禾谷镰刀菌(Fusariumgraminearum)的生物防治活性。禾谷镰刀菌是一种致病性病原体,可引发破坏性极强的小麦赤霉病。为此,此项工作得到了“密歇根小麦计划”的大力支持。
    Gdanetz说:“大多数研究只关注与植物相关的根及其周围的微生物,但是,我们不断获得的证据表明,地表上的微生物群落在维护植物健康方面发挥着重要作用。”研究结果显示,微生物群落受到小麦植株器官和年龄的显著影响,同时,也会受到管理策略的影响。Gdanetz指出,操控农作物的相关微生物以减少疾病或提高产量,需要彻底了解植物生物群内的相互作用。在这方面,研究人员为人们提供了一些基础数据,以便生产合成的微生物组,并用于实验操作。他们也希望看到,在美国,其他领域也进行类似的研究,以确定他们观察到的这些模式是否具有可持续性。(来源:美国植物病理学会网站   北京市农林科学院农业信息与经济研究所报道)
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