水稻根系分泌物与吲哚乙酸(IAA)产生菌互作的分子机理研究

批准号:
41671249
项目类别:
面上项目
资助金额:
66.0 万元
负责人:
李勇
依托单位:
学科分类:
D0709.基础土壤学
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐艳、徐小亚、潘红、刘亥扬、谢可新、刘晓瑞
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中文摘要
根际是植物与微生物相互作用的中心场所,一方面植物通过根系分泌物为根际微生物生长提供基质,另一方面根际微生物可以产生有利于植物的代谢产物,在植物健康和抵御环境胁迫方面发挥重要作用。吲哚乙酸(IAA)是最重要也是最常见的天然生长素,其产生菌普遍存在于植物根际。然而在最主要的粮食作物水稻根际,根系分泌物与IAA产生菌相互作用的分子机理尚不清楚。本项目拟采用稳定性同位素核酸探针技术耦合宏基因组测序、实时荧光定量PCR技术和抑制剂法分步研究水稻根系分泌物对IAA产生菌群落以及IAA合成功能基因丰度和转录活性的影响、IAA产生菌对根系及分泌物的反馈作用,同时结合水培分根实验,探索IAA产生菌菌株接种对根系分泌物的影响以及这种影响对菌株并最终反馈到植株(菌→根系分泌物→菌→植株)的作用,最终阐明水稻根系分泌物与IAA产生菌互作的分子机理,为加深了解水稻根际生物学过程,发展可持续、无公害农业提供科学依据。
英文摘要
Rhizosphere is the central place where plant-microbe interactions occur. Plant supplies substrates to microorganisms in the rhizosphere through root exudates; on the other hand, metabolites of rhizospheric microorganisms may be beneficial for the plant, and play an important role for plant health and defense against environmental stress. Indole-3-acetic acid (IAA) is the most common natural auxin. Production of IAA is widespread among bacteria that inhabit the rhizosphere of plants. However, the molecular mechanisms of interaction between root exudates and IAA-producing bacteria in the rice rhizosphere are unclear, even though rice is the main food crop for many countries. In this research program, we will study the impact of root exudates of rice on communities of IAA-producing bacteria and abundance and transcription of IAA-synthesizing functional genes, and feedback of IAA-producing bacteria on root, using DNA based stable isotope probing, coupled metagenomic sequencing, real-time fluorescence quantitative PCR technology and the use of inhibitors. The impact of IAA-producing bacteria inoculation on root exudates, the feedback on IAA-producing bacteria, and the final effect on the plant is explored by split-root experiment (bacteria→root exudates→bacteria→plant). Results from this research will elucidate the molecular mechanisms of interaction between root exudates and IAA-producing bacteria in the rice rhizosphere, thus helping us to further understand biological process in the rice rhizosphere and establish theoretical bases for sustainable development of green agriculture.
根际是植物与微生物相互作用的中心场所,一方面植物通过根系分泌物为根际微生物生长提供基质,另一方面根际微生物可以产生有利于植物的代谢产物,在植物健康和抵御环境胁迫方面发挥重要作用。吲哚乙酸(IAA)是最重要也是最常见的天然生长素,其产生菌普遍存在于植物根际。然而在最主要的粮食作物水稻根际,根系分泌物与IAA产生菌相互作用的机理尚不清楚。结合现代分子生物学和传统微生物学技术,明确了根系微生物的变化情况,分离纯化了2株高效产IAA菌株,分析了IAA产生菌代谢产物对根系及分泌物的反馈作用;结合水培分根实验,剖析了IAA产生菌接种对根系分泌物的影响以及这种影响对菌株并最终反馈到植株,阐明了水稻根系分泌物与IAA产生菌互作的机理,加深了解水稻根际生物学过程,发展可持续、无公害农业提供科学依据。目前已经发表了SCI论文11篇(Soil Biology and Biochemistry 2篇;Plant and Soil3篇;Biology and Fertility of Soils 2篇;Science of The Total Environment 3篇),国内英文期刊1篇,申请发表专利2项目,培养博士研究生三名,硕士研究生2名,其中1名获得国家奖学金,2名获得浙江省优秀毕业生称号。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Microbial pathways for nitrous oxide emissions from sheep urine and dung in a typical steppe grassland
典型草原羊尿和粪便一氧化二氮排放的微生物途径
DOI:10.1007/s00374-018-1297-2
发表时间:2018-06
期刊:Biology and Fertility of Soils
影响因子:6.5
作者:Pan Hong;Ying Shanshan;Liu Haiyang;Zeng Lingzao;Zhang Qichun;Liu Yimeng;Xu Jianming;Li Yong;Di Hongjie
通讯作者:Di Hongjie
Nitrate leaching losses mitigated with intercropping of deep-rooted and shallow-rooted plants
深根和浅根植物间作可减轻硝酸盐淋失损失
DOI:10.1007/s11368-020-02733-w
发表时间:2020-08-01
期刊:JOURNAL OF SOILS AND SEDIMENTS
影响因子:3.6
作者:Ding, Yu;Huang, Xing;Di, Hongjie
通讯作者:Di, Hongjie
Impact of grazing on shaping abundance and composition of active methanotrophs and methane oxidation activity in a grassland soil
放牧对草地土壤中活性甲烷氧化菌丰度和组成以及甲烷氧化活性的影响
DOI:10.1007/s00374-020-01461-0
发表时间:2020-04-20
期刊:BIOLOGY AND FERTILITY OF SOILS
影响因子:6.5
作者:Li, Yong;Liu, Yaowei;Xu, Jianming
通讯作者:Xu, Jianming
NosZ clade II rather than clade I determine in situ N2O emissions with different fertilizer types under simulated climate change and its legacy
NosZ 分支 II 而不是分支 I 确定了模拟气候变化及其遗留影响下不同肥料类型的原位 N2O 排放量
DOI:10.1016/j.soilbio.2020.107974
发表时间:2020-11-01
期刊:SOIL BIOLOGY & BIOCHEMISTRY
影响因子:9.7
作者:Xu, Xiaoya;Liu, Yaowei;Li, Yong
通讯作者:Li, Yong
Understanding the relationships between grazing intensity and the distribution of nitrifying communities in grassland soils
了解放牧强度与草地土壤硝化群落分布之间的关系
DOI:10.1016/j.scitotenv.2018.04.117
发表时间:2018
期刊:Science of the Total Environment
影响因子:9.8
作者:Pan Hong;Liu Haiyang;Liu Yaowei;Zhang Qichun;Luo Yu;Liu Xingmei;Liu Yimeng;Xu Jianming;Di Hongjie;Li Yong
通讯作者:Li Yong
微生物互作对稻田土壤甲烷氧化活性的影响
- 批准号:LR23D010002
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2023
- 负责人:李勇
- 依托单位:
稻田土壤病毒与原核微生物相互作用研究
- 批准号:41977033
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:61.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:李勇
- 依托单位:
水稻根冠细胞对氨氧化菌群落结构和功能的影响研究
- 批准号:41301254
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:26.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:李勇
- 依托单位:
国内基金
海外基金
