发布人:     发布日期: 2026-06-22    浏览次数:

近日，南京农业大学农学院耕作制度与农田生态创新团队在 New Phytologist 上发表了题为 “ Arbuscular mycorrhiza provides post-anthesis benefits to maximize wheat grain yield and nitrogen concentration” 的研究论文，解析了花后根系与共生真菌互作促进小麦产量和品质协同提升的机制。

小麦是全球重要的粮食作物，但小麦的产量与蛋白质（或氮）浓度之间往往存在权衡关系。同时实现产量与品质的协同提升仍是生产中面临的一大挑战。

在自然生态系统中，植物、丛枝菌根真菌（AMF）和细菌之间常发生积极的相互作用。在农田生态系统中，这三者之间的相互作用方向和强度与作物的生长阶段紧密相关。在当前较高的肥料施用水平下，AMF生长受到抑制，小麦与AMF表现出较弱的共生关系。但在小麦抽穗开花期，氮和磷需求的增高可能会使小麦与AMF的相互作用增强。然而，目前小麦开花期后与AMF的互作在促进籽粒产量和氮浓度协同提升的研究较少，直接的实验证据仍然不足。

在团队前期根系与共生真菌驱动小麦氮素利用效率的生育期互补机制研究的工作基础上，本研究进一步开展了六项独立且互补的实验，通过对比高氮转化效率的小麦品种（高E_N,g）与低氮转化效率（低E_N,g）小麦品种，以及是否接种AMF处理。结果揭示了AMF能够通过促进高氮转化率小麦品种磷素吸收，增强花后光合碳同化作用，从而增加产量。同时也可促进花后小麦氮素的吸收和同化作用，提高籽粒氮浓度，这种双重效应主要与地下部碳分配增加促进的AMF菌丝网络完整性以及重塑的菌丝际群落结构有关。表明小麦花后通过与AMF互作有望打破产量与品质的“矛盾壁垒”， 对小麦高产优质生产和保障粮食安全具有重要实践意义。

  南京农业大学高层次引进青年人才周杰副教授为第一作者，已毕业博士生黄保葳为共同第一作者；杨海水教授为通讯作者，瑞典农业大学Martin Weih教授为共同通讯作者。南京农业大学李凤民教授、已毕业硕士生杨若妍、谢俊杰，瑞典农业大学Fede Berckx博士、Petra Fransson教授，德国柏林自由大学Matthias Rillig教授，德国基尔大学Bahar Razavi教授，国际玉米小麦改良中心Matthew Reynolds博士，中科院昆明植物所桂恒副研究员等参与了本项研究。该研究得到国家重点研发计划和中央高校基本业务费等项目资助。