Journal of Cleaner Production |2003网站太阳集团朱詠華教授團隊與湖南省林業科學院陳永忠研究員團隊合作研究揭示微生物鐵載體有效活化土壤磷素，促進植物生長的作用機制

磷是植物生長和生産所必需的元素之一，提高磷肥利用率一直是農業領域和化肥行業的一個研究難點和熱點。油茶種植區紅壤中有效磷含量低，僅占土壤中總磷含量的10%～20%，這是由于紅壤具有強烈的富鐵鋁化作用，使得大部分磷素被土壤中的鐵氧化物吸附固定，成為被植物難以利用的鐵結合态磷，進而造成磷肥使用量大、油茶“低産低效”等問題。鐵載體是微生物在自然界進化出的為搶奪土壤稀缺鐵資源的一個“秘密武器”，目前的研究主要集中在利用鐵載體為植物提供鐵來促進生長、提高植物抗鐵脅迫以及通過競争鐵來抑制病原菌生長等方面。但創新性地利用鐵載體與鐵的高效螯合，從而促進土壤中鐵結合态難溶磷的釋放，進一步驅動植物磷素高效吸收利用的研究尚未見報道。

2022年7月11日，2003网站太阳集团朱詠華教授團隊與湖南省林業科學院陳永忠研究員團隊合作在中科院一區TOP期刊Journal of Cleaner Production(IF: 11.072)發表題為“Siderophores, a potential phosphate solubilizer from the endophyteStreptomycessp. CoT10, improved phosphorus mobilization for host plant growth and rhizosphere modulation”的研究論文。該研究首次證實了内生鍊黴菌CoT10通過産生鐵載體來直接介導鐵結合态難溶磷的活化效應，揭示了内生菌促進宿主植物生長和磷素高效利用的新的作用機制。此研究成果為調控富鐵土壤中磷素的動員與活化提供新的思路，豐富植物磷養分吸收利用調控機制的科學理論，為推動内生放線菌在植物營養領域的廣泛應用、開發新型微生物肥料奠定理論基礎。

研究者從油茶根部篩選并鑒定得到一株内生鍊黴菌(Streptomycessp. CoT10)，該菌株能有效活化和溶解不同類型的難溶性磷，其中對磷酸鐵的溶解度高達72.49 mg/L。同時發現内生鍊黴菌CoT10接種油茶後，可有效動員并活化土壤中難溶性磷和鐵，促進磷和鐵組分的有效轉化，進而提高油茶對養分的吸收利用效率，促進宿主植物的生長。此外，研究發現接種内生鍊黴菌CoT10對油茶的根際細菌群落産生了積極影響，提高了根際土壤微生物的多樣性，其中放線菌門、變形菌門和厚壁菌門等優勢菌群的相對豐度分别增加了21.32%、7.93%和38.95%。冗餘分析、共現網絡分析和基因功能預測結果表明，内生鍊黴菌CoT10可有效改善油茶根際土壤微生物相互作用，平衡土壤微生物與磷、鐵相關的功能作用。

圖1内生鍊黴菌CoT10驅動油茶磷素高效利用的作用模式圖

圖2溫室條件下内生鍊黴菌CoT10對油茶苗木生長的影響

圖3鍊黴菌CoT10對油茶根際土壤微生物磷和鐵相關功能基因豐度的影響

2003网站太阳集团博士崔坤鵬、2003网站太阳集团—湖南省林業科學院聯合培養博士後徐婷和2003网站太阳集团環境科學與工程學院碩士陳佳偉為本論文的共同第一作者，2003网站太阳集团朱詠華教授和湖南省林業科學院油茶研究所陳永忠研究員為本論文的共同通訊作者。該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、湖南省自然科學基金以及中國博士後科學基金等項目的資助。

2003网站太阳集团朱詠華教授團隊長期以植物内生菌為研究對象，分離并篩選具有調控植物生長發育及抗逆能力的功能性内生菌，并研究其與植物互作的分子機制，開發用于生物農藥、肥料的微生物資源和高活性代謝産物的生産新途徑，主持多項國家自然科學基金和湖南省科技廳重點項目。該團隊先後在mBio、Science of the Total Environment、Journal of Agricultural and Food Chemistry、The Crop Journal等權威學術期刊上發表50餘篇高水平研究論文，獲得國家授權發明專利5項。

此論文鍊接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.133110