近日，中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所“濱海鹽堿地生物資源評價利用”創(chuàng)新團隊在鹽堿地植物—微生物互作方面取得重要進展，發(fā)現(xiàn)耐鹽豆科植物野大豆通過分泌關鍵代謝物招募有益微生物類群以抵抗鹽脅迫，相關研究成果發(fā)表在《自然通訊（Nature Communications）》（IF＝""16.6）上。

鹽堿地是我國重要的備用耕地資源，穩(wěn)步發(fā)展鹽堿地大豆種植對保障國家糧食安全、端牢中國飯碗具有重要戰(zhàn)略意義。然而，栽培大豆普遍對鹽敏感，而其近緣野生種野大豆卻具有良好的鹽堿適應性。植物微生物組被認為是增強植物抗逆能力的第二個基因組，然而，在應對鹽脅迫時，耐鹽植物野大豆如何塑造微生物群落以增強自身的逆境適應性，仍不清楚。對該問題的研究將為栽培大豆耐鹽能力提高提供借鑒和新思路。

研究發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫下野大豆通過主動重塑根際微生物群落，招募具有耐鹽促生功能的假單胞菌屬細菌；宏基因組和宏轉錄組分析表明假單胞菌屬來源的運動性基因在鹽脅迫下顯著富集和表達，并且假單胞菌菌株的運動能力受鹽脅迫植物根系分泌的黃嘌呤誘導；研究人員進一步通過假單胞菌突變體和盆栽實驗，證明了cheW是假單胞菌運動性和提高野大豆耐鹽性的關鍵基因。該研究首次明確了鹽脅迫下植物向微生物“呼救”的過程和機制，并開發(fā)出有利于耐鹽促生菌根際定殖的益生元物質黃嘌呤，為利用有益微生物和益生元提高鹽堿地大豆生產(chǎn)提供了理論依據(jù)與技術支持。

據(jù)悉，根據(jù)全院部署，煙草所從2015年實施學科拓展，針對青島的海洋特色和中國農(nóng)科院的農(nóng)業(yè)定位，成立海洋農(nóng)業(yè)中心，“濱海鹽堿地生物資源評價利用”納入院級創(chuàng)新團隊，以濱海鹽堿地為主戰(zhàn)場，以鹽堿地特色植物、微生物資源為抓手，重點解決鹽堿地種子和耕地兩個要害問題。通過搭建平臺、團隊建設、項目爭取、打造應用場景等措施，實施創(chuàng)新鏈—產(chǎn)業(yè)鏈的有效融合，服務于鹽堿地產(chǎn)能提升和綜合利用的國家戰(zhàn)略重大需求。2023年牽頭承擔院落實中央一號文件精神鹽堿地大豆增產(chǎn)工作，并全面參與“國家鹽堿地綜合利用技術創(chuàng)新中心”建設，進一步發(fā)揮科技創(chuàng)新支撐產(chǎn)業(yè)引領和示范帶動作用。

煙草所為該論文第一完成單位，煙草所鄭艷芬副研究員為論文第一作者，張成省研究員為論文通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程、中國農(nóng)業(yè)科學院“鹽堿地產(chǎn)能提升”重大科研任務和山東省自然科學基金等項目的資助。