科学家破解植物共生密码 助力农作物“减肥增效”

中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛研究员团队在植物与微生物共生机理研究方面取得多项重要成果，助力农作物“减肥增效”。具体如下：揭示菌根共生营养交换机制：2017年，王二涛在《科学》发文，证明了脂肪酸是植物传递给丛枝菌根真菌的主要碳源形式，推翻了学界公认的糖是主要碳源的观点。2021年，团队在《细胞》以封面文章形式发表研究成果，首次系统揭示植物磷信号网络调控菌根共生的分子机制，解决了菌根共生领域的“自我调节”难题，这帮助解决了菌根制剂产业中“菌种无法体外培养”的技术瓶颈，为培育高效利用丛枝菌根共生的水稻新品种和菌根真菌应用于农业生产奠定了基础。培育高共生效率水稻新品种：江西农科院的育种学家根据王二涛团队的水稻菌根因子受体研究成果，培育了高共生效率水稻新品种“赣菌稻1号”。试验发现，该新品种水稻在降低使用25%甚至50%化肥时，水稻的品质和产量能够保持不变。阐明豆科植物根瘤器官发生与调控机制：团队阐明了豆科植物根瘤器官发生与调控的分子基础与演化机制，发现SHR-SCR干细胞程序赋予豆科植物根皮层细胞有丝分裂的能力，从进化角度回答了“为什么豆科植物能结瘤固氮”的百年难题。此外，团队还发现决定共生建立的菌根因子受体，开启了研究植物识别“敌友”微生物的交叉新领域。发现大豆增产的微生物机制：王二涛团队与其他科研团队合作发现，大豆在低氮特别是长期不施氮的时候，施加其他有益的微生物可以提高产量。2024年，他们在东北黑土地进行了1万亩大豆田试验，效果良好，为降低农业化肥使用、降低农业污染奠定了基础。