根际微生物组作为植物的第二基因组，对植物生长和健康具有重要作用，调控根际微生物组可以促进植物生长并提高植物耐受环境胁迫的能力。然而，目前根际微生物组结构和功能的装配过程仍主要以描述性研究为主，我们对根际微生物组结构和功能装配的内在机制并不清楚。
近日，土壤微生物与有机肥团队张瑞福教授课题组通过对玉米根系不同空间生态位特征微生物类群的追踪，获得了玉米根际微域的微生物组迁移特征，并提出了根际微生物组结构和功能的补偿装配机制。结果表明根际微生物组的结构装配是土壤微生物组“自外而内”和根内微生物组“自内而外”共同完成的动态装配过程，其中土壤类型和根系空间生态位是玉米根系微生物组结构装配的重要驱动因子。同时，受到土壤有效养分含量的影响，根际微生物组的功能装配存在补偿装配的机制。研究发现，根际微生物组的主要功能是提高作物耐受非营养胁迫能力相关的功能和参与土壤养分转化相关的功能。在土壤有效养分均衡的土壤中，提高作物耐受非营养胁迫能力相关的功能重要性最高，其次是参与土壤养分转化相关的功能；在土壤有效养分过剩的土壤中，根际微生物组中参与土壤养分转化相关的功能会被边缘化，其重要性下降；而在土壤有效养分缺乏的土壤中，作物可以通过调节参与土壤养分转化相关功能的关键微生物在根际补偿性定殖，同时作物会牺牲部分提高其耐受非营养胁迫能力相关的功能来满足养分转化的功能需求。该研究以“Functional compensation dominates plant rhizosphere microbiota assembly”为题发表在土壤学期刊《Soil Biology & Biochemistry》上。
根际微生物组功能补偿机制
该课题组任轶博士和荀卫兵副教授为论文共同第一作者，张瑞福教授和荀卫兵副教授为论文共同通讯作者。张瑞福教授课题组近年来在土壤及植物微生物组的装配机制方面取得一系列成果，相关工作在Nature Communication, Microbiome, Environmental Microbiology, Soil Biology & Biochemistry等国际期刊发表。该研究得到中国科协青年人才托举工程和中央高校基本业务费等项目的资助。
文章链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071720302649
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