氮素施肥下盐碱稻田水稻根系 Ⅰ 型甲烷氧化菌固氮与甲烷氧化活性的变化:新发现与意义

【字体: 时间:2025年03月16日 来源:Rice 4.8

编辑推荐:

  为探究氮素输入对盐碱稻田甲烷氧化菌固氮( fixation)和甲烷氧化( oxidation)的影响,研究发现施肥影响显著,且 J3 水稻表现更优。

  在亚洲,水稻是养活超半数世界人口的重要主食,然而稻田也是强效温室气体甲烷()的主要排放源之一。在稻田中,厌氧产甲烷菌产生的约有 30 - 80% 会被根系相关的好氧甲烷氧化菌氧化。这些甲烷氧化菌大多拥有固氮基因,能将氮气()转化为铵,为水稻生长提供氮素,同时减少排放。但目前,氮肥对甲烷氧化菌固氮和甲烷氧化活动的影响还不明确,尤其是在需要大量施用氮肥的盐碱稻田中。为了解决这一问题,内蒙古大学的研究人员开展了相关研究,研究成果发表在《Rice》上。
研究人员采用了同位素示踪技术,结合基于 RNA 的扩增子测序方法。他们选取了两种水稻品种,分别是常见的粳稻品种空育 131(Kongyu131)和耐盐碱粳稻品种 J3,在内蒙古呼和浩特的试验站设置了无氮施肥(LN)和标准氮施肥(SN)两种处理的稻田进行研究。

婵°倗濮烽崑娑㈡倶濠靛绠熼柨鐕傛嫹 吉玛基因SiRNA套餐福利升级了,欢迎您的咨询和下单!
研究结果表明:

  1. 水稻农艺性状差异:在水稻生长阶段,除分蘖期外,J3 水稻在标准氮施肥处理下的分蘖数和株高显著高于空育 131 水稻;而在无氮施肥处理下,两个品种间无显著差异。
  2. 固氮和甲烷氧化活性:通过同位素示踪实验发现,在盐碱环境且施氮条件下,两种水稻根系中甲烷氧化菌依赖氧化的固氮速率显著高于异养固氮菌不依赖氧化的固氮速率。例如,空育 131 水稻的这两个速率分别为 1.17 - 4.15 μmol/h/g 和 1.10 - 3.17 μmol/h/g;J3 水稻则为 7.30 - 9.22 μmol/h/g 和 5.76 - 4.85 μmol/h/g 。同时,标准氮施肥显著提高了 J3 水稻根系甲烷氧化菌的固氮和甲烷氧化速率,但降低了空育 131 水稻根系甲烷氧化菌的甲烷氧化速率。而且,J3 水稻根系甲烷氧化菌的固氮和甲烷氧化速率均显著高于空育 131 水稻。
  3. 微生物群落结构:基于 RNA 的扩增子测序分析显示,施肥对根际固氮和甲烷氧化微生物群落结构的影响比水稻品种间的差异更大 。在所有根样本中,活跃的固氮和甲烷氧化微生物群落主要由甲基单胞菌属(Methylomonas,Ⅰ 型甲烷氧化菌)主导 。在施氮条件下,Methylomonas methanica 和 Methylomonas paludis 在固氮和甲烷氧化群落中的比例发生了显著变化。此外,在空育 131 水稻根系中,低氮条件下 Methylocystis 的相对丰度较高,而在标准氮施肥条件下急剧下降。

综合研究结论和讨论部分,该研究发现氮肥显著影响了盐碱稻田中根系相关甲烷氧化菌的氧化依赖的固定和氧化活动。J3 水稻品种在根际甲烷氧化菌固氮和甲烷氧化方面表现出比空育 131 品种更高的潜力,尤其是在施氮条件下。Methylomonas 是根系固氮和甲烷氧化群落中的优势属,表明根际 Ⅰ 型甲烷氧化菌对氧化和固定均有重要贡献 。这一研究不仅证实了好氧甲烷氧化菌依赖氧化的固定在氮充足的盐碱环境中也能发生,还突出了好氧固氮甲烷氧化菌的共生多样性和环境适应性,为盐碱稻田减少排放、增加生物有效氮积累提供了理论依据,对盐碱地水稻种植和生态环境改善具有重要意义。

濠电偞鍨堕幐鎼侇敄閸緷褰掑炊閳规儳浜鹃柣鐔煎亰濡插湱鈧鎸哥€涒晝鈧潧銈搁弫鍌炴倷椤掍焦鐦庨梺璇插缁嬫帡宕濋幒妤€绀夐柣鏃傚帶杩濇繝鐢靛Т濞茬娀宕戦幘鎰佹僵鐎规洖娲ㄩ悾铏圭磽閸屾瑧顦︽俊顐g矒瀹曟洟顢旈崨顖f祫闂佹寧绻傞悧鎾澄熺€n喗鐓欐繛鑼额嚙楠炴﹢鏌曢崶銊ュ摵鐎殿噮鍓熼獮宥夘敊閻e本娈搁梻浣藉亹閻℃棃宕归搹顐f珷闁秆勵殕椤ュ牓鏌涢幘鑼槮濞寸媭鍨堕弻鏇㈠幢濡ゅ﹤鍓遍柣銏╁灡婢瑰棗危閹版澘顫呴柣娆屽亾婵炲眰鍊曢湁闁挎繂妫欑粈瀣煃瑜滈崜姘┍閾忚宕查柛鎰ㄦ櫇椤╃兘鏌ㄥ┑鍡欏ⅵ婵☆垰顑夐弻娑㈠箳閹寸儐妫¢梺璇叉唉婵倗绮氶柆宥呯妞ゆ挾濮烽鎺楁⒑鐠団€虫灁闁告柨楠搁埢鎾诲箣閿旇棄娈ュ銈嗙墬缁矂鍩涢弽顓熺厱婵炲棙鍔曢悘鈺傤殽閻愬弶鍠橀柟顖氱Ч瀵噣宕掑Δ浣规珒

10x Genomics闂備礁鎼崐鐟邦熆濮椻偓楠炴牠鈥斿〒濯爄um HD 闁诲孩顔栭崰鎺楀磻閹剧粯鐓曟慨妯煎帶閻忕姷鈧娲滈崰鎾舵閹烘骞㈡慨姗嗗墮婵啴姊洪崨濠傜瑨婵☆偅绮嶉妵鏃堝箹娴g懓浠㈤梺鎼炲劗閺呮粓鎮鹃柆宥嗙厱闊洤顑呮慨鈧┑鐐存綑濡粓濡甸幇鏉垮嵆闁绘ḿ鏁搁悡浣虹磽娴e憡婀版俊鐐舵铻為柛褎顨呯粈鍡涙煕閳╁啞缂氶柍褜鍏涚划娆撳极瀹ュ鏅搁柨鐕傛嫹

婵犵數鍋涘Λ搴ㄥ垂閼测晜宕查悗锝庡亞閳绘棃鎮楅敐搴″箺缂佷胶娅墂ist闂備線娼уΛ妤呮晝閿濆洨绠斿鑸靛姇濡ɑ銇勯幘璺轰粶缂傚秳绶氶弻娑㈠冀閵娧冣拡濠电偛鐗婇崢顥窱SPR缂傚倷鐒︾粙鎺楁儎椤栫偛鐒垫い鎺嗗亾妞わ缚鍗抽幃褔宕妷銈嗗媰闂侀€炲苯澧村┑鈥愁嚟閳ь剨缍嗛崜姘跺汲閳哄懏鍊垫繛鎴炵懃婵啴鏌涢弮鎾村

闂備礁鎲¢〃鍡椕哄⿰鍛灊闊洦绋掗崵鍕煟閹邦剦鍤熼柕鍫熸尦楠炴牠寮堕幋鐘殿唶闂佸憡鐟ュΛ婵嗩潖婵犳艾惟闁靛绲煎ù鐑芥煟閻樿京鍔嶇憸鏉垮暣閹儵鏁撻敓锟� - 婵犵數鍎戠徊钘夌暦椤掑嫬鐭楅柛鈩冡缚椤╂煡鏌涢埄鍐惧毀闁圭儤鎸鹃々鐑藉箹鏉堝墽绉甸柛搴㈠灥閳藉骞橀姘濠电偞鍨堕幖鈺傜濠婂啰鏆﹂柣鏃囨绾惧ジ鏌涢埄鍐闁告梹甯¢幃妤呭捶椤撶偘妲愰梺缁樼⊕閻熝囧箯鐎n喖绠查柟浼存涧閹線姊洪崨濠傜濠⒀勵殜瀵娊鎮㈤悡搴n唹濡炪倖鏌ㄩ悘婵堢玻濞戙垺鐓欓悹銊ヮ槸閸婂鎮烽姀銈嗙厱婵炲棙锚閻忋儲銇勯銏╁剶鐎规洜濞€瀵粙顢栭锝呮诞鐎殿喗鎮傞弫鎾绘晸閿燂拷

濠电偞鍨堕幐鎼侇敄閸緷褰掑炊椤掆偓杩濇繝鐢靛Т鐎氼噣鎯屾惔銊︾厾鐎规洖娲ゆ禒婊堟煕閻愬瓨灏﹂柟钘夊€婚埀顒婄秵閸撴岸顢旈妶澶嬪仯闁规壋鏅涙俊铏圭磼閵娧冾暭闁瑰嘲鎳庨オ浼村礃閵娧€鍋撴繝姘厸閻庯綆鍋勬慨鍫ユ煛瀹€鈧崰搴ㄥ煝閺冨牆鍗抽柣妯挎珪濮e嫰鏌f惔銏⑩姇闁告梹甯″畷婵嬫偄閻撳宫銉╂煥閻曞倹瀚�

相关新闻
    生物通微信公众号
    微信
    新浪微博
    • 急聘职位
    • 高薪职位

    知名企业招聘

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号