中国茶油:中南林业科技大学谭晓风教授团队揭示油茶抗旱“密码”——根际微生物与代谢物的协同适应机制
时间:2025-06-20 浏览次数:0
油茶(Camellia oleifera)是我国重要的木本油料作物,近年来随着极端气候事件频发,干旱成为制约其产业化发展的主要挑战之一。植物的根际微生物群不仅影响土壤养分循环,更在植物应对环境胁迫中扮演关键角色。探索油茶在不同灌溉条件下根际微生态系统的适应机制,有助于提升其抗旱能力,优化灌溉策略。
近日,中南林业科技大学周俊琴副教授/谭晓风教授团队在Industrial Crops and Products在线发表了题为Metagenomic and metabolomic profiling of rhizosphere microbiome adaptation to irrigation gradients in Camellia oil trees的研究论文,研究通过宏基因组与代谢组联合分析,揭示了油茶根际微生物群及代谢物在不同灌溉条件下的响应与协同机制。
该研究在三年生油茶幼树上设置了四种灌溉处理:50%蒸散补偿(I50)、75%(I75)、100%(I100)和自然降水对照组(Control),并分析了土壤养分、酶活性、微生物群落结构及代谢物变化。在I50和I75条件下,土壤中的溶解有机氮、铵态氮、有效磷含量,以及脲酶、植酸酶、酸性磷酸酶等酶活性,显著高于全灌溉(I100)组。此外,微生物群落多样性(Shannon指数)在I50和I75处理下也更高,且Pseudomonadota、Acidobacteriota、Actinomycetota与Bacteroidota等优势类群在水分减少条件下显著富集。进一步通过宏基因组分析显示,适度干旱显著促进了与氮、磷循环相关的功能基因表达。非靶向代谢组结果显示,差异代谢物主要富集于氨基酸生物合成通路,其中谷氨酸(L-glutamate)与N/P循环基因呈显著正相关。
综上所述,该研究表明,适度灌溉缺失下,油茶通过提升L-谷氨酸水平,联动富集如Acidobacteriota、Actinomycetota、Chloroflexota与Planctomycetota等根际微生物,增强了土壤氮磷循环功能,从而提高对干旱胁迫的适应能力。这一发现为木本油料作物的节水型灌溉管理提供了科学依据,也为理解多年生作物的植物-微生物-环境互作机制提供了重要参考。
信息来源:全球农业生态研究