近日，我院森林健康与生态过程研究团队发表最新研究成果，揭示了不同种植管理模式下微生物群落装配调控植物健康的根际机制。研究成果以"Crop rotation and native microbiome inoculation restore soil capacity to suppress a root disease"为题，在《Nature Communications》发表（中国科学院学科大类TOP5论文）。博士生周妍妍为论文第一作者，硕士生杨珍（已毕业）为共同第一作者，李孝刚教授为论文通讯作者。
根际微生物是决定植物适应性的关键策略。微生物群落的装配过程受植物类型和土壤管理历史的影响，这表明植物根际微生物群落具有较高的可塑性。然而，在群落装配过程中影响整体功能的关键种群角色和生态位分异在很大程度上仍未被探索。在微生物群落复杂维度描述上，研究人员利用了许多生物信息学方法来剖析群落装配中各类微生物的生态互作关系和过程。在网络中具有最高中心性和最接近中心性的物种有助于特定微生物群落的稳定性，但这些描述性分析需要与试验方法相结合，以区分物种-群落功能的因果关系。因此，应该对群落中微生物种群的作用及其相应的作用模式进行指纹式甄别，以便开发有效、持久的生态系统健康管理工具。
研究发现虽然植物根际关键微生物类群在群落组装过程中处于劣势地位，但这些关键类群的丢失不利于植物防御生物胁迫的能力。然而，通过在植物根际补充丢失的关键菌群可恢复植物防御病原菌侵染的能力。基于上述发现构建了微生物合成群落，田间应用表现出优异的防治能力，证明了在关键微生物的大量参与下恢复根际微生物群落的重要性。因此，以微生物和植物为基础的工具，如合成微生物群落，是维持植物健康和生产力的有效策略，这一创新策略应侧重于确定影响植物健康的根际群落装配的关键微生物的综合效率，同时消除将微生物引入自然环境的功能有限发挥的局限。
研究成果的合作者还有中国科学院南京土壤研究所博士生刘金光（已毕业）、南京林业大学生态与环境学院硕士生李旭东、中国科学院南京土壤研究所王兴祥研究员、南京师范大学生命科学学院戴传超教授、中国科学院南京土壤研究所张桃林研究员、荷兰皇家科学院生态研究所Victor J. Carrion博士、南京农业大学韦中教授、南京林业大学曹福亮院士和西班牙塞维利亚自然资源与农业生物研究所Manuel Delgado-Baquerizo教授。该研究得到国家重点研发计划项目（2022YFD2201900）、国家自然科学基金项目（32122056, 42011045）等支持。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-43926-4
