内生枫香小盾壳菌通过改变水稻根际代谢物招募固氮类群

《Plant and Soil》：Endophytic Phomopsis liquidambaris recruits nitrogen-fixing taxa by altering the rhizosphere metabolites of Oryza sativa L.

　　

摘要

背景与目的

内生真菌Phomopsis liquidambaris B3（B3）能够在低氮条件下优化水稻根际土壤中氮转化微生物的群落结构。然而，根际代谢物是否介导了该过程仍不清楚。

方法

对japonica WYJ23和indica HLY996进行有/无内生菌侵染处理，收集根际代谢物进行代谢组学分析，并用根际代谢物驯化的土壤进行高通量测序。

结果

根际代谢物分析表明，B3改变了根际代谢物谱，p-羟苯乙酸在两个水稻亚种（japonica WYJ23和indica HLY996）中均普遍上调。土壤驯化实验表明，接种B3的稻株根际代谢物处理的土壤中固氮细菌丰度更高。此外，高通量测序结果显示，接种B3的japonica WYJ23和indica HLY996的根际代谢物均显著富集了土壤中的Enterobacter菌属。随后的共培养试验证实，p-羟苯乙酸可作为B3接种富集的固氮细菌的高生物可利用底物，其中Enterobacter菌株在生长和生物膜形成方面表现出最显著的反应。此外，研究结果表明，Enterobacter菌株和p-羟苯乙酸修饰的微生物组显著促进了水稻生物量和氮素的积累。具体而言，Enterobacter菌株T-9产生的干生物量和氮素积累量最高，分别增加了30.05%和24.6%。

结论

这些结果揭示了根际代谢物与固氮细菌之间的紧密关联，以及特定代谢物在农业应用方面的广阔前景。