1. 研究目的与意义
我国是农业大国,对微生物肥料的需求量巨大,但目前我国成功应用于农业实践的肥料规模较小,可用种类较为局限,严重阻碍了农业可持续发展。为了解决过度使用化肥带来的作物产量、质量下降等问题,迫切需要一种对环境友好、无害和可持续的解决办法。植物根际作为植物与土壤进行物质和能量交换的直接界面,是微生物活动最活跃的区域。近年来,根际微生物组的巨大潜力在相关研究中得到了证实。与农作物相依相生的微生物组对农作物生长发育、健康状况、产量和品质至关重要,也是调节农作物与生物和非生物环境相互作用的重要因素。植物根际促生菌(plant growth promoting rhizobacteria,PGPR)对植物的生长和健康状况有直接或间接的促进作用。PGPR因其兼具促生和生防的功能而受到广泛关注。
小麦是我国主要粮食作物之一,其种植面积和总产量仅次于水稻和玉米,保障小麦产业稳定发展对我国粮食安全具有重要的战略意义。干旱胁迫是影响小麦生长发育与产量形成最主要的非生物胁迫因子,在小麦各发育时期均会引起一系列异常的代谢反应。尽管新品种的选育被视为抵御干旱胁迫最经济、有效的手段,但育种周期长、遗传基础逐渐狭窄等问题导致新品种的产量与抗旱性在短期内难有突破性进展。因此,探索能够快速提高小麦抗旱性且对生态环境友好的方法,在干旱胁迫环境下保障小麦正常生长发育以及产量稳定形成是很有意义的研究方向。
PGPR不仅可以协助小麦高效利用养分资源,促进产量的形成,还能够通过自身作用或产生多种代谢产物协助小麦抵御干旱等非生物胁迫,这对于保障干旱、半干旱地区小麦产量正常形成,促进产业可持续性发展具有重要的生态效益与经济效益。
2. 研究内容和预期目标
2.1本课题主要研究内容对实验室或数据库中已有的多种植物与土壤微生物组与宏基因组信息进行深度数据分析,挖掘在植物-土壤-微生物互作关系中具有特定功能的微生物菌株与功能大分子。
具体研究内容分为两部分:第一,植物根际微生物组研究进展与植物促生微生物研究进展,包括文献综述与数据挖掘;第二,植物促生微生物筛选与定性研究。
2.2本课题预期目标
测定实验室已有菌株植物促生指标,并鉴定其对小麦的促生作用。
3. 研究的方法与步骤
3.1技术路线
3.2实验步骤
4. 参考文献
[1] Ancheng C.Huang, Ting Jiang, YongXin Liu, et al.A specialized metabolic networkselectively modulates Arabidopsis root microbiota[J].Science,2019,364(May 10 TN.6440):546. DOI:10.1126 /science.aau6389.
[2]Devrim Coskun,Dev T. Britto,Weiming Shi,Herbert J. Kronzucker .How Plant RootExudates Shape the Nitrogen Cycle[J].Trends in Plant Science, 2017,22(8):661- 673.DOI:10.1016/j.tplants.2017.05.004.
[3]Jingying Zhang,Yongxin Liu, Na Zhang, et al.NRT1.1B is associated with rootmicrobiota composition and nitrogen use in field-grown rice[J]. Naturebiotechnology, 2019,37(6):676-687.DOI:10.1038/s41587-019-0104-4.
5. 计划与进度安排
2024.02.01-2024.02.28,文献检索,英文翻译;
2024.03.01-2024.03.31,文献综述;
2024.04.01-2024.04.30,植物促生菌实验;
2024.05.01-2024.05.31,完成论文撰写。
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