近日，資環所農產品產地環境研究中心余向陽研究團隊在國際植物學權威期刊Journal of Experimental Botany （1區、IF=5.908）發表題為“Rice （Oryza sativa L.） recruits sphingomonas strain HJY-rfp via root exudate regulation to increase chlorpyrifos stress tolerance and boost residual catabolism.”的研究論文。該研究揭示農藥毒死蜱污染暴露下水稻主動招募降解性內生菌的機制及生物學意義。
農藥毒死蜱脅迫下水稻-內生菌的互作模式
研究團隊在實驗中發現，內生菌Sphingomonas sp. strain HJY 更傾向于定殖毒死蜱處理水稻植株，即水稻在農藥毒死蜱暴露下主動招募更多的降解性內生菌進行共生互作。利用LC-MS的非靶向代謝組學技術分析毒死蜱處理前后水稻根系分泌物組分變化，發現毒死蜱脅迫能夠改變根系分泌物中氨基酸和有機酸組分含量占比，而該組成變化顯著影響水稻根際周遭降解菌的趨化性，誘導條件內生菌根系定殖及植株體內轉移。通過進一步分析內生菌定殖對水稻生理生化表型的影響，發現降解性內生菌定殖能夠有效緩解毒死蜱污染對水稻造成的氧化損傷，并刺激植株體內農藥代謝解毒酶系的表達活性，進而加速殘留農藥的消解代謝，在污染脅迫條件下維持水稻植株正常生長。
這些發現說明區別于人工接種農藥降解菌，水稻會根據自身環境調整根際微環境，主動構建有益的內生菌群以提高自身耐受農藥污染脅迫的能力。而對農藥暴露下水稻作物等的根系分泌物與潛在功能內生菌的互作機制研究將為利用內生降解菌調控農藥殘留，保障食品質量安全提供新的思路。論文第一署名單位為江蘇省農業科學院，資環所助理研究員馮發運為論文第一作者，余向陽研究員為通訊作者。項目得到了國家自然科學基金項目以及國家重點研發計劃的資助。
文章鏈接：https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erab210/6275479
日期：2021-05-21
農藥毒死蜱脅迫下水稻-內生菌的互作模式
研究團隊在實驗中發現，內生菌Sphingomonas sp. strain HJY 更傾向于定殖毒死蜱處理水稻植株，即水稻在農藥毒死蜱暴露下主動招募更多的降解性內生菌進行共生互作。利用LC-MS的非靶向代謝組學技術分析毒死蜱處理前后水稻根系分泌物組分變化，發現毒死蜱脅迫能夠改變根系分泌物中氨基酸和有機酸組分含量占比，而該組成變化顯著影響水稻根際周遭降解菌的趨化性，誘導條件內生菌根系定殖及植株體內轉移。通過進一步分析內生菌定殖對水稻生理生化表型的影響，發現降解性內生菌定殖能夠有效緩解毒死蜱污染對水稻造成的氧化損傷，并刺激植株體內農藥代謝解毒酶系的表達活性，進而加速殘留農藥的消解代謝，在污染脅迫條件下維持水稻植株正常生長。
這些發現說明區別于人工接種農藥降解菌，水稻會根據自身環境調整根際微環境，主動構建有益的內生菌群以提高自身耐受農藥污染脅迫的能力。而對農藥暴露下水稻作物等的根系分泌物與潛在功能內生菌的互作機制研究將為利用內生降解菌調控農藥殘留，保障食品質量安全提供新的思路。論文第一署名單位為江蘇省農業科學院，資環所助理研究員馮發運為論文第一作者，余向陽研究員為通訊作者。項目得到了國家自然科學基金項目以及國家重點研發計劃的資助。
文章鏈接：https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erab210/6275479
日期：2021-05-21
