馬鈴薯（Solanumtuberosum　L．）富含淀粉、蛋白質(zhì)、維生素及礦物質(zhì)，是全球第四大糧食作物。盡管我國鮮食馬鈴薯產(chǎn)量居全球首位，但其單產(chǎn)水平偏低，相關(guān)研究顯示堿性黃土和植物病害等因素對馬鈴薯產(chǎn)量和質(zhì)量的優(yōu)化存在一定的挑戰(zhàn)。盡管植物促生菌——解淀粉芽孢桿菌（Bacillus　amyloliquefaciens）類的菌劑已被成功應(yīng)用于促進(jìn)多種作物的生長和抗性，然而，關(guān)于其施用方式對作物生長和微生態(tài)的影響研究仍顯不足。

中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院生物與農(nóng)業(yè)研究團(tuán)隊通過比較菌劑的3種施用方式——對每公頃種植馬鈴薯采用撒施5kg菌劑（M5）、5kg菌劑對種薯浸泡（MZG）和聯(lián)合撒施3kg菌劑和2kg蔗糖（MY34），利用轉(zhuǎn)錄組、代謝組和微生物擴增子測序技術(shù)，綜合分析了菌劑的不同施用方式對馬鈴薯生長及根際微生態(tài)的影響。

研究表明，相較于不施用菌劑，施用等量菌劑的兩種方式——MZG和M5顯著促進(jìn)了馬鈴薯塊莖的生物量，且M5誘導(dǎo)光合作用、糖代謝和苯丙素生物合成在轉(zhuǎn)錄水平的上調(diào)表達(dá)。

非靶代謝組結(jié)果表明，M5顯著積累蔗糖，而MZG和MY34分別顯著積累代謝物Euchrenone　b6和甘露二糖。

此外，根際微生物組結(jié)果表明，三種施用方式均不顯著改變微生物群落結(jié)構(gòu)，但M5和MZG土壤中更易富集有益微生物，如青霉菌；而MY34更易富集嗜糖微生物，如Arthrobacter屬細(xì)菌和Plectosphaerella、Mortierella屬真菌。

該研究強調(diào)了MZG是促進(jìn)馬鈴薯生長和激發(fā)根際效應(yīng)的最有效施用方式，同時也為菌劑／生物肥料在主糧的可持續(xù)農(nóng)業(yè)應(yīng)用提供了廣闊前景。

研究成果以Multi－omics　analysis　reveals　the　effects　of　three　application　modes　of　plant　growth　promoting　microbes　biofertilizer　on　potato?。⊿olanumtuberosum　L．）　growth　under　alkaline　loess　conditions為題發(fā)表在Microbiological　Research上。西北研究院博士畢業(yè)生田原為論文第一作者，王若愚研究員為通訊作者。該研究獲甘肅省科技重大專項和寧夏回族自治區(qū)重點研發(fā)計劃的共同資助。

論文鏈接：https：／／doi．org／10.1016／j．micres．2024.127855　

圖1　菌劑3種施用方式在轉(zhuǎn)錄水平對馬鈴薯生長的影響

圖2　菌劑3種施用方式在代謝水平對馬鈴薯生長的影響

圖3　菌劑3種施用方式對馬鈴薯根際微生物群落的影響