science评论 | 土壤微生物能够直接增强作物的抗盐碱能力，还能增加产量？！| 微生物专题

在维基百科上，生物地质化学循环又称为生态系统物种循环，指的是化学元素或者分子在生态系统中的生物群落和无机环境间之间的相互循环，其中微生物的作用不可小觑。微生物在此过程中，不单单只扮演分解者的角色，同时可能与植物协同共同构土壤微环境。

上一周，science评论了上面的论文，称该研究对于番茄栽培具有深远意义。在该实验中，中东地区的植物学家发现，一种在印度分布的土壤真菌能够很好的保护番茄免受高盐碱的影响。在实验对照中的，接种真菌的番茄在盐水灌溉条件下，较对照组产量提高了65%，而非盐水的灌溉下，实验组的产量也提高了22%。这是一种什么「神仙」菌，对植物帮助有如此之大？

这类菌的拉丁名为 Piriformospora indica（印度梨形孢菌），是一种内生根定植种，首次在印度拉贾斯坦邦塔尔沙漠的兰花植物发现。已有实验表明，印度梨形孢菌能够增加籼稻、大麦对病原菌的抗性，提高植株的光合作用能力；能够通过提高植物抗氧化能力、协助植物对抗生物胁迫和非生物胁迫；其基因组在2011年测序完成。

在这篇文章中，作者通过对照实验，比较印度梨形孢菌对 200mNacl 盐胁迫下番茄的影响。值得注意的是，在植物研究中，作者测量了多种可能存在变化的农艺性状：除了常规的根系大小、分支程度、根的鲜重、干重、果实产量和品性外，作者还测了番茄叶片的叶绿素b、生长素、脱落酸和脯氨酸水平；同时对多种酶：过氧化物酶（POX）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）水平进行评估；根据实验目的，同时测量了定植番茄植株的Na+和K+浓度，并结合报道对相关基因LeNHX1-4的表达水平。表明印度梨形孢菌在胁迫和正常条件下，都可以使番茄提高产量，这对于未来可能遭遇土地盐碱化的局面，具有极大的意义。

小编拓展

印度梨形孢菌的研究并不是一个新鲜的报道（在1998年就被鉴定发现），虽然本文的影响因子不高，但是能够获得Science的重视，说明研究的意义极为重大。文章把握了“明星”菌，但是验证的方法比较传统。因此在有意义的课题设计目前，添加组学测序手段（包括16S、ITS、宏基因组、代谢组等），结合上述的生理实验指标，不仅能够提供多维数据支撑，同时能够为潜在未知信息探索铺路，增加文章份量。

环境微生物不仅仅只是充当分解者参与物质循环，且在各种过程中扮演着重要角色。土壤不仅作为植物主要的生存场所，同时也是微生物共同的家园。通过测序组学可以分析内容按研究方向可以分为：微生物的鉴定方向包括特色样本微生物的探究、微生物多样性的研究；微生物与环境的互作包括植物与细菌的互作关系研究、微生物与微生物相互作用，例如：

1
探究沙漠（不同干旱土壤程度）对微生物组成的影响（通过16S rRNA 方法）发表在mSystems （IF 6.519）上。

Neilson, Julia W., et al. "Significant impacts of increasing aridity>

2做不同的施肥方式（有机肥_vs_无机肥）、气候对土壤微生物群落的影响（通过16S rRNA 方法）发表在了Microbiome上（IF 10.465）

Lourenço, Késia Silva, et al. "Resilience of the resident soil microbiome to organic and inorganic amendment disturbances and to temporary bacterial invasion." Microbiome6.1 (2018): 142.

3研究土壤微生物与植物病害的研究（马铃薯疮痂病）之间关系（首先通过扩增子测序和qPCR证实土壤微生物与疮痂病紧密联系），然后通过宏基因组测序进一步探究微生物组功能，发表在了Microbiome上（IF 10.465）。Shi, Wencong, et al. "The occurrence of potato common scab correlates with the community composition and function of the geocaulosphere soil microbiome." Microbiome 7.1 (2019): 14
当然研究的方向远远不止，微生物间的研究还有很多花头。在应对气候变化的研究思路可以查看，互作研究的梳理可参考Nature子刊|土壤微生物已成为帮助减轻气候变化负面影响的潜在方法 | 微生物专题

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