Nature plants | 通过有机管理策略可以增加根际微生物的活性、数量学术资讯

来源：植物科学最前沿

有机农业的特点是通过管理措施促进土壤生物多样性和有益的生态相互作用以抵消对无机肥料和杀菌剂等投入的需要。有机农业的病虫害和养分管理主要是通过多种多样的方法来完成的，包括覆盖作物、作物轮作、诱捕作物和促进活跃的土壤微生物群落。尽管与传统农业相比，有机农业的产量通常被认为较低，但它在提高生态系统服务和农业可持续性方面具有巨大的潜力。越来越多的证据表明，有机管理措施减少了有害生物的数量，提高了对有害生物危害的恢复力。有机农场的害虫数量的减少归功于生物多样性的增加，丰富的有益捕食者，以及植物养分含量的变化。然而有机管理对植物自身防御能力的影响人们却知之甚少。

有机管理策略可以增加土壤中微生物的活性和数量，改变微生物群落，在某些情况下还可以增强植物与有益微生物的联系。植物根际微生物在其抵抗生物及非生物压力中起到重要作用。菌根真菌已经被证明可以诱导植物系统抗性，提高植物对病原菌以及植食性昆虫的抗性。尽管我们已经知道植物与微生物相互作用可以改变植物抗性，但在农业系统中，这些相互作用减少虫害危害的潜力很大程度上仍未被开发。

近日，Nature plants杂志在线发表了美国加州大学戴维斯分校题为 " Organic management promotes natural pest control through altered plant resistance to insects" 的研究论文。

在本研究中，作者利用番茄和甜菜叶蝉探索了昆虫的取食选择和表现，根际群落以及植物防御相关激素之间的关系。作者在美国加州选择了4个实验地点，研究叶蝉对番茄的选择取食偏好。结果发现叶蝉对有机农场番茄的取食偏好程度低于常规农场的番茄。扫网抽样调查昆虫种群数量结果显示与传统农田相比，有机农田的昆虫数量明显减少。接下来作者利用根际土壤微生物组测序、化学分析和转基因等方法进行了原因探究。结果发现，有机农场番茄叶片的SA含量水平高于常规农田番茄叶片SA含量，有机管理措施改变了植物和土壤养分含量，而且真菌群落与植物养分含量以及SA含量显著相关。土壤微生物群落的差异驱动着叶蝉的取食的偏好和植物抗性的差异。以上研究结果表明昆虫取食的偏好差异的部分原因是植物的有机管理导致了SA的积累变化和根际微生物群落的改变。

了解有机管理如何影响植物的抗性，以及在何种程度上有助于建立强健和有弹性的生物系统，将为种植者提供新的害虫管理策略，改善农业生态系统的多种可持续性发展。

Fig1. 有机管理措施减少了昆虫的选择取食，改变植物防御信号通路。

Fig2细菌群落的丰度与叶片SA含量相关。

原文连接：

https://www.nature.com/articles/s41477-020-0656-9

来源：frontiersin 植物科学最前沿

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