부산대학교 도서관

摘要: 作物多样性管理被广泛用于提高农业生产力与可持续性。最近的研究表明, 玉米根系分泌物可以促进种间互惠作用, 从而提高间作系统中豆科作物的固氮能力。然而, 套作系统中根系分泌物引起的豆科作物固氮量增加的机制尚不清楚。我们设计了四个逐步加深试验来研究根系分泌物如何富集微生物并提高豆科作物固氮能力的机制。首先, 通过田间试验确定了蚕豆/玉米间作对作物产量和土壤微生物群落的影响。其次, 采用根系隔离方法验证根际种间互惠作用是否存在。利用13C标记的玉米根系分泌物对蚕豆根际关键微生物类群进行了示踪。第四, 探讨了玉米根系分泌物和蚕豆根际微生物对种间互惠作用的协同驱动机制。蚕豆/玉米间作结合玉米秸秆还田蚕豆、玉米和西兰花分别比对应单作增产26%、27%和9.1%。玉米间作蚕豆根部关键结瘤基因NODL4、ENODL2和查尔酮‐黄酮异构酶CFI的表达量比单作增加1.5 ~ 2.3倍。间作条件下, 蚕豆固氮量增加的一半以上来源于微生物的作用。采用13C‐DNA稳定同位素探针方法, 鉴定出了9个利用玉米根系分泌物的蚕豆根际关键细菌。其中Agromyces、Arthrobacter、Bacillus、Lysobacter和Paenibacillus直接固氮, 而Gemmatimonas、Heliobacillus、Natronocella和Sorangium则通过提供额外的碳源增加固氮菌的固氮能力。这些由玉米根系分泌物招集的关键细菌在间作根际互惠效应中起着重要作用。理论与应用。我们揭示了蚕豆/玉米间作根系分泌物和根际微生物细菌共同驱动的根系固氮促进和作物产量增加的新机制, 并通过13C‐DNA‐稳定同位素探针鉴定出与此过程密切相关的9种关键细菌。建议采用并优化间作模式, 结合秸秆还田技术, 以减少连作障碍, 提高粮食生产的可持续性。 [ABSTRACT FROM AUTHOR]