南京农业大学沈其荣院士团队张瑞福教授课题组与徐国华教授团队合作揭示了有机养分高效利用的协同机制

　　近日，南京农业大学沈其荣院士团队张瑞福教授课题组与徐国华教授团队合作，在国际权威期刊《Nature Plants上发表了题为“Amino acid transporter-mediated assembly of rhizosphere microbiota enhances soil organic nitrogen acquisition in rice”的研究成果。该研究整合植物遗传学、微生物组学与土壤有机培肥研究，揭示了水稻通过氨基酸转运蛋白的遗传变异、进而控制根际与有机养分分解和吸收相关的微生物组装配、从而达到在肥沃或有机培肥土壤中高效利用氮素养分的适应性进化策略，为提高有机养分利用效率和有机肥效提供了理论基础和微生物菌群产品。

 

　　土壤中90%以上的氮素以有机氮形式存在，而其生物有效性依赖于土壤微生物的分解作用。研究团队前期发现水稻氨基酸转运蛋白OsLHT1基因的遗传变异使粳稻的氨基酸吸收能力显著高于籼稻。在该项研究中，通过全国水稻主栽区不同品种与土壤肥力的调查，发现OsLHT1a单倍型（主要为粳稻）的氨基酸高效吸收性状与其主要有机质高的种植环境及根际富集的功能微生物特征相关。利用从粳稻根际筛选的富集菌株，构建了具有协同提高水稻氨基酸吸收效率的合成菌群SynM。该菌群提高水稻根系吸收氨基酸（15N标记的天冬氨酸）达1.4倍。利用oslht1突变体及回交材料，明确SynM的根际组装过程主要受OsLHT1基因控制，并且该组装过程可以通过“遗留效应”促进后茬水稻对有机氮的利用。田间条件下，SynM与有机肥配施，可显著提高有机肥的当季肥效，水稻增产12.4%。该研究揭示了“宿主基因调控-根际菌群耦合-培肥措施强化”的协同机理，为培育有机养分高效作物新品种提供了微生物协同育种新途径和新靶标。

 

　　南京农业大学资源与环境科学学院博士研究生马爱媛、荀卫兵教授和张抒南副教授为论文第一作者，张瑞福教授和徐国华教授为论文的共同通讯作者，沈其荣院士为该研究提供了重要指导。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及教育部基础学科与交叉学科突破计划的资助。

 

　　文章链接：https://www.nature.com/articles/s41477-025-02217-0