近日,中国农业科学院烟草研究所滨海盐碱地生物资源评价利用创新团队在植物耐盐调控领域取得重要突破,揭示假单胞菌通过重塑根系结构增强大豆耐盐性的全新机制,相关研究成果发表在Science 子刊《科学进展(Science Advances)》(IF=13.9)上。
盐碱化是全球农业生产面临的主要限制因素之一,研究表明,植物能够通过调控根系分泌物等方式塑造根际微生物群落,进而招募具有抗逆功能的微生物类群。该团队前期已发现,耐盐植物能够富集具有耐盐促生功能的假单胞菌以适应逆境环境(Nature Communications, 2024)。然而,该功能微生物在不同宿主和土壤条件下的普遍性及其增强植物逆境适应性的机制,仍不明确。
该研究发现盐胁迫下植物对假单胞菌的招募现象在多种作物及不同土壤类型中高度保守,说明该类群是植物抗盐“核心盟友”,具有跨作物、跨地域的应用潜力。研究揭示,假单胞菌并非通过经典的Na⁺稳态调控途径发挥作用,而是通过激活植物木质素生物合成通路,重塑根系结构,从而提升植物对盐胁迫的适应能力。这一机制突破了传统以离子稳态为核心的认知框架,首次从“根系结构适应性重塑”的角度,阐明了微生物赋能植物耐盐的全新生物学原理。研究成果为利用有益微生物提升盐碱地大豆生产提供了理论依据,同时也为耐盐碱大豆的遗传改良提供了潜在基因靶点。
烟草所为该论文第一完成单位,郑艳芬副研究员、王友强助理研究员和王子言博士后为论文第一作者,张成省研究员、赵栋霖副研究员、李义强研究员和中国海洋大学刘吉文教授为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金,中国农业科学院科技创新工程、“盐碱地产能提升”重大科研任务和山东省自然科学基金等项目的资助。

文章链接https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aed8447