近日，華南農業大學農學院教授年海團隊在功能基因緩解大豆（Glycine max L.）鋁毒害的潛在微生物機制方面取得新進展。相關研究發發表于Journal of Hazardous Materials。劉靈銳為該論文第一作者，年海、馬啟彬和連騰祥為共同通訊作者。
植物抗性基因可以影響根際微生物群落結構，從而增強植物對脅迫的適應性。年海團隊前期研究發現，GsMYB10基因編碼R2R3類型的轉錄因子，為大豆MYB家族成員之一；GsMYB10基因的過表達可以使大豆對鋁毒性的耐受性增強。然而，目前還不清楚GsMYB10基因是否可以通過調控根際微生物群以減輕鋁毒性。
最新研究表明，鋁毒害對植物生長的影響具有基因型依賴性，包括株高、根長和根重。鋁毒性使兩種基因型（trans-GsMYB10和WT）大豆的這些參數均降低，但trans-GsMYB10的值高于野生型（WT）。兩種基因型根系中鋁離子濃度均隨鋁毒害的增加而增加，但trans-GsMYB10的鋁離子積累量顯著低于野生型。Trans-GMYB10富集了一些有益的微生物，如Bacillus、Aspergillus和Talaromyces。
此外，trans-GsMYB10表現出更復雜的共生網絡結構。通過構建不同類型人工菌群發現，真菌和跨界人工菌群在協助大豆抵抗鋁脅迫中表現更好的效果，這些人工菌群可能通過影響細胞壁生物合成和有機酸運輸等的功能基因協助大豆抵抗鋁毒害。
該研究揭示了大豆功能基因調控根際微生物和植物對鋁毒害的協同抗性機制，同時也強調了根際微生物群落作為潛在的分子育種目標，以提高農作物產量的可能性。
上述研究得到國家自然科學基金項目、雙一流學科推進項目、廣州市科技創新發展基金項目的資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.131621
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