类黄酮招募根瘤菌促玉米生长及养分吸收获揭示

在国家重点研发计划等项目资助下，华南农业大学资源环境学院根系生物学研究中心研究员田江团队系统揭示了类黄酮介导慢生根瘤菌跨物种招募并促进玉米根系生长与养分吸收的新机制。近日，相关研究成果发表于《植物细胞与环境》（Plant，Cell & Environment）。

间作体系中有益根际微生物的富集增强玉米根系生长与养分吸收。研究团队供图

豆科/禾本科间作体系因其显著的养分互补效应被认为是实现作物高产与资源高效利用的栽培模式，其中大豆/玉米间作已被广泛报道能够提高玉米对氮磷等矿质养分的吸收效率。然而，间作体系中豆科植物根系分泌物如何精准招募功能微生物并作用于非豆科作物生长发育过程，长期缺乏明确机制解释。

研究团队通过盆栽间作试验、根际微生物群落分析、慢生根瘤菌分离与接种实验以及转录组分析发现，大豆根系分泌类黄酮在大豆/玉米间作体系中作为关键信号分子，能够显著招募传统上被认为专一共生于豆科植物的慢生根瘤菌进入玉米根际，并在两种作物根系交互区发生特异性富集。慢生根瘤菌通过调控玉米根系类黄酮代谢通路，并协同激活多种养分转运相关基因表达，最终促进玉米根系和磷效率提升。

该研究从分子调控和微生物生态学层面系统阐明了慢生根瘤菌在非共生宿主玉米中的促生新功能，揭示了根系分泌物驱动有益微生物跨物种作用的新机制，为通过调控根际微生物提升间作体系养分利用效率和推动农业可持续发展提供了重要理论依据。