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中国烟草总公司郑州烟草研究院在碳纳米材料对植物微生物组影响研究中取得新进展

2023年12月18日 来源:中国烟草总公司郑州烟草研究院网站
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碳纳米溶胶(Carbon nanosol,CNS)是一种新型碳基纳米材料,在促进植物生长方面有着较大的应用潜力。然而,其促生功能机制及对植物微生物组的影响尚不完全清楚。

近日,郑州烟草研究院以模式植物烟草为研究对象,解析了碳纳米溶胶对植物生长和微生物群落组成与功能的影响。相关研究论文“Carbon nanosol-induced assemblage of a plant-beneficial microbiome consortium”,在国际权威期刊《Journal of Nanobiotechnology》(中科院1区Top期刊,影响因子10.2)在线发表。郑州院分子生物学方向在读研究生程令通为论文第一作者,金静静博士为论文通讯作者。

中国烟草总公司郑州烟草研究院在碳纳米材料对植物微生物组影响研究中取得新进展

中国烟草总公司郑州烟草研究院在碳纳米材料对植物微生物组影响研究中取得新进展

在温室条件下,该研究通过扩增子测序探究了CNS对植物生长以及土壤与内生微生物组的影响。结果表明,CNS不仅可以显著促进烟草植物的生长,使其生物量增加(27.4±9.9)%,而且对四个生态位(土壤、根际、根内生和茎内生)的微生物群落组成和多样性产生显著影响。在CNS处理下,鞘氨单胞菌(Sphingomonas)、鞘脂菌(Sphingobium)、新鞘氨醇杆菌(Novosphingobium)等潜在有益菌的相对丰度显著提升。同时,CNS处理提高了微生物互作网络的稳定性,且茎内生微生物组中的植物生长相关基因显著富集,如养分循环和生长激素合成途径相关基因。此外,从CNS处理后的样品中成功分离出两株在CNS处理下富集的细菌(Sphingopyxis和Novosphingobium),并证实它们能够促进烟草植株的生长。该研究证明了微生物群落在CNS与植物相互作用中发挥着重要作用,为CNS在农业可持续发展中的应用提供了支撑。

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