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南京土壤所首次从水稻根系分泌物中挖掘到新的调控氮素利用效率的生物硝化抑制剂1,9-癸二醇
时间:2017-05-05        编辑:    |     打印 关闭

  硝化作用是农田氮素转化的主要途径,与氮素损失和利用有非常密切的关系。维持氮素以NH4+ 的形式存在是提高作物氮素利用率的关键之一。由于合成硝化抑制剂价格昂贵,在不同土壤类型中性能不稳定,而且存在生态环境和食品的安全隐患等,开发植物源的生物硝化抑制剂(BNIs)显得十分必要。迄今为止,BNIs只从Brachiaria humidicola和高粱中报道过。 

  南京土壤研究所施卫明课题组利用自我创制的根系分泌物原位收集系统和GC-MS分离鉴定技术,通过测定19个籼稻、粳稻品种的根系分泌物活性,首次从重要粮食作物水稻中鉴定到一种新型的BNIs——1,9-癸二醇,发现其主要通过抑制氨单加氧酶(AMO)过程来抑制硝化作用,并明确了1,9-癸二醇是水稻根系分泌的天然物质,对潮灰土的硝化作用有显著抑制效应,抑制效应显著大于目前农牧业生产中普遍使用的双氰胺(DCD)。进一步通过19个水稻品种15N同位素标记实验,揭示了生物硝化抑制效应、1,9癸二醇含量与水稻品种氮吸收利用效率之间有密切的联系。 

  上述研究成果发表于植物学TOP期刊New Phytologist Sun et al., 2016, 212: 646–656),得到了国际同行的高度评价,认为这一工作对水稻遗传/育种和稻田氮肥管理提供了新的思路和切入点(原文:…This is a very nice and well written paper that provides novel insight into a new biological nitrification inhibitor (BNI) obtained from rice varieties and should have a substantial impact on rice genetics/breeding and management options for rice paddies…)。该研究对于深化植物-微生物互作调控土壤氮素转化,提高作物氮素利用率、减少氮素流失和温室气体排放,指导氮肥减施增效,实现化肥氮零增长的国家战略,具有重要的理论意义和应用价值。研究成果也得到了超过100家国内外媒体和机构(美国科学促进会AAAS、《印度时报》、《经济时报》等)的广泛关注和报道。 

  

  水稻根系分泌物1,9-癸二醇抑制硝化作用的作用机制示意图
 
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