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科研動態

李小方研究組在土壤系統恢復方面取得進展

發表日期:2020-03-10來源:放大 縮小

  “土壤免疫力”是最近幾年發展起來的概念,用以描述土壤通過調節功能微生物的活動抵抗病原物侵染保持內部穩定性的能力。最近,王麗琨博士與李小方研究員在Critical Reviews in Microbiology發表概念論文,將土壤面臨病原菌侵害和污染物毒害后所表現的恢復能力統一納入到了“土壤系統恢復力”的概念中,進一步豐富了土壤作為“viable entity”的學科認知。

  隨著世界人口的不斷增長和糧食需求量的增加,土地正遭受著前所未有的壓力,而其中來自土傳病害和土壤污染的壓力尤為突出。土傳病害與土壤污染二者緊密聯系。為防控病害而使用的不易降解的化學農藥進入土壤,會導致土壤污染,進而危害人體健康。而重金屬、放射性元素、有機毒物等污染物進入土壤,會影響植物的正常生長發育,加速病害的傳播。因此,在實際農業生產中面對復雜的問題時,只針對其中一種問題而采取的解決辦法往往不能達到理想的效果。微生物中蘊藏著巨大的基因寶庫。通過“操縱”土壤微生物群落來抑制病害或治理污染是近年來研究的熱點。然而很少有研究提出利用土壤微生物來解決病害和污染這兩個并行的問題。
  文章指出土壤功能性微生物可以提高土壤健康度、促進植物生長、最終促進農業的可持續發展。因此,開發基于土壤功能性微生物的技術來提高土壤恢復力具有十分重要的意義。例如使用合適的宿主植物作為微生物的“驅動馬達”,通過根系分泌物可以吸引有益微生物在根系定殖,從而達到控制病害和降解污染的作用。此外,一些土壤肥料、改良劑可以定向地富集有益微生物、促進有益微生物的生長。因此,多個角度出發提出綜合治理措施是“操縱”土壤功能性微生物、維持土壤系統恢復力的經濟、安全、可持續的方法。
  該論文發表前,王麗琨博士在土壤免疫力領域發表了一系列高水平論文,系統報道了通過土壤熏蒸技術-果苗基因型選擇對蘋果再植病的有效控制(Plant Disease 103: 846-852;Phytopathology 109: 1378-1391;Phytopathology 109: 607-614)。
  研究得到了國家重點研發項目(2018YFD0800306)和河北省杰出青年基金(D2018503005)的資助,王麗琨博士為第一作者和共通訊作者,李小方研究員為通訊作者。

   

   

 

  

  The role of soil microbiome and plant genetics in suppressing soil-borne pathogens and reducing contamination (taking heavy metals as an example).Pathogen antagonistic microbes in soil inhibit the infection of soil-borne pathogens into plant root systems. In a specific genotype of plants, adsorption of heavy metals induces the defense responses of plant host against pathogen. Plant exudates attract beneficial microorganisms. In a specific genotype of plants, adsorption of heavy metals increases the susceptibility of plant towards pathogens, and the plant host failed to secrete particular root exudates to recruit beneficial microorganisms. 

 

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