不同植物種類，甚至同一物種的不同基因型，在根屬性的表達(dá)模式及根際微生物群落的組裝方式上均存在顯著的種間或種內(nèi)差異。然而，根際微生物組如何與根功能屬性協(xié)同作用，進(jìn)而共同提升植物健康和地下資源獲取效率，已成為植物營養(yǎng)學(xué)，根際生態(tài)學(xué)和微生物等多學(xué)科交叉關(guān)注的研究前沿。
根際微生物與根功能屬性互作的雙向特性。申建波供圖
近日，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)養(yǎng)分資源高效利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授申建波課題組在國際期刊《生態(tài)學(xué)與進(jìn)化趨勢》（Trends in Ecology & Evolution）發(fā)表觀點(diǎn)文章，系統(tǒng)探討了根際微生物與多維度根功能屬性的互作機(jī)制，強(qiáng)調(diào)深入解析植物根屬性與微生物之間的雙向互作關(guān)系是揭示根際過程及其生態(tài)功能的關(guān)鍵基礎(chǔ)。
文章指出，基于屬性的方法正日益成為探索植物—微生物互作的重要工具，極大推動了對根際微生物組與根屬性協(xié)同變異的理解。然而，現(xiàn)有研究多聚焦于少數(shù)根功能屬性（如根分泌物），忽視了根系內(nèi)部屬性間的相互作用以及根屬性的多維度特性。
許多研究將“根屬性影響微生物”與“微生物調(diào)控根屬性”開展獨(dú)立研究，限制了人們對植物與微生物之間互惠適應(yīng)機(jī)制的整體認(rèn)識。為了深入理解其互作過程與機(jī)制，該文章從生態(tài)與進(jìn)化兩個(gè)角度，系統(tǒng)總結(jié)了多維度根功能屬性如何共同塑造根際微生物組，以及根際微生物如何調(diào)控根屬性表達(dá)的研究進(jìn)展，強(qiáng)調(diào)根系—微生物互作具有雙向反饋調(diào)節(jié)機(jī)制。
基于以上認(rèn)識，該文章提出了一個(gè)新的理論框架，即占據(jù)不同根屬性空間的植物物種傾向于招募與其功能特征相匹配的根際微生物群落。該文章從根際微生物功能解析、微生物—微生物互作網(wǎng)絡(luò)、作物育種與再野化等方面，對未來根系—微生物互作的研究方向進(jìn)行了展望，并提出了若干值得關(guān)注的關(guān)鍵科學(xué)問題與研究重點(diǎn)。
該研究觀點(diǎn)深化了對植物根系與根際微生物協(xié)同進(jìn)化及其動態(tài)互作機(jī)制的理解，同時(shí)為挖掘和利用根—微生物之間的有益互作以提升植物功能表現(xiàn)與環(huán)境適應(yīng)能力提供了新的視角與研究路徑。該成果充分體現(xiàn)了多學(xué)科交叉創(chuàng)新在推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展中的關(guān)鍵作用，并為闡明作物對養(yǎng)分高效獲取的多過程互作機(jī)制、實(shí)現(xiàn)綠色增產(chǎn)增效的根際調(diào)控優(yōu)化途徑提供了重要理論支撐。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院副教授溫智輝為論文第一作者，申建波為通訊作者。研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、海南省自然科學(xué)基金和中國博士后科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.tree.2025.07.002
本文鏈接：植物根際微生物組與根功能屬性雙向互作http://m.sq15.cn/show-11-25131-0.html
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